Một chất siêu dẫn khác với một chất dẫn điện hoàn hảo trong trường từ như thế nào?

Một chất dẫn điện hoàn hảo chỉ giữ lại bất kỳ từ thông nào mà nó có khi trở thành chất dẫn điện hoàn hảo, nhưng một chất siêu dẫn được làm lạnh trong trường sẽ chủ động đẩy từ thông ra ngoài; sự đẩy Meissner này là một tính chất nhiệt động học mà một chất dẫn điện hoàn hảo sẽ không thể hiện.

Độ sâu xuyên thấu London là gì?

Đó là khoảng cách ngắn, thường là hàng chục nanomet, mà qua đó một trường từ áp dụng và dòng siêu dẫn sàng lọc suy giảm vào bề mặt của một chất siêu dẫn; vượt ra ngoài khoảng cách đó, bên trong về cơ bản là không có trường.

Hiệu ứng Meissner và Lý thuyết London

Một chất siêu dẫn đẩy từ thông ra khỏi bên trong của nó, đây là hiệu ứng Meissner, và các phương trình London mô tả cách một dòng điện sàng lọc bề mặt giới hạn bất kỳ trường dư nào vào một lớp xuyên thấu mỏng.

Tìm chủ đề với PaperMindSắp ra mắtFind papers & topics

Tools & resources

Tải xuống bản trình chiếu

Learn & explore

VideoSắp ra mắt

Definition

Hiệu ứng Meissner là sự đẩy từ thông một cách chủ động ra khỏi bên trong của một chất siêu dẫn được làm lạnh dưới nhiệt độ tới hạn của nó; lý thuyết London giải thích điều này bằng cách đưa ra các phương trình cho dòng siêu dẫn giới hạn bất kỳ trường từ nào vào một lớp bề mặt có độ dày bằng độ sâu xuyên thấu London.

Scope

Chủ đề này bao gồm tính chất từ tính xác định của siêu dẫn: hiệu ứng Meissner-Ochsenfeld về sự đẩy từ thông hoàn toàn, phân biệt chất siêu dẫn với một chất dẫn điện hoàn hảo đơn thuần, và lý thuyết hiện tượng luận London với hai phương trình tạo ra độ sâu xuyên thấu London và tính nghịch từ hoàn hảo. Nó đề cập đến sự lượng tử hóa từ thông và tính cố kết vĩ mô được ngụ ý bởi độ cứng của hàm sóng siêu dẫn, cung cấp nền tảng điện từ cho các lý thuyết Ginzburg-Landau và BCS.

Core questions

Tại sao hiệu ứng Meissner, chứ không phải chỉ riêng điện trở bằng không, là đặc trưng của siêu dẫn?
Các phương trình London tạo ra tính nghịch từ hoàn hảo và độ sâu xuyên thấu hữu hạn như thế nào?
Độ sâu xuyên thấu cho chúng ta biết điều gì về trạng thái siêu dẫn?
Sự lượng tử hóa từ thông tiết lộ tính cố kết lượng tử vĩ mô của một chất siêu dẫn như thế nào?

Key concepts

Hiệu ứng Meissner-Ochsenfeld
Các phương trình London
Độ sâu xuyên thấu London
Tính nghịch từ hoàn hảo
Lượng tử hóa từ thông

Key theories

Lý thuyết siêu dẫn London: Anh em nhà London đã đề xuất các phương trình hiện tượng luận liên hệ dòng siêu dẫn với trường từ mà, kết hợp với các phương trình Maxwell, buộc trường phải suy giảm theo hàm mũ vào chất siêu dẫn, giải thích hiệu ứng Meissner và định nghĩa độ sâu xuyên thấu.

Clinical relevance

Sự đẩy từ thông và độ sâu xuyên thấu là cơ sở của hiện tượng bay lơ lửng từ tính, che chắn từ tính siêu dẫn và hành vi sàng lọc trường được khai thác trong nam châm siêu dẫn và các khoang vi sóng; hiệu ứng Meissner cũng là dấu hiệu thực nghiệm được sử dụng để xác nhận tính siêu dẫn trong các vật liệu mới.

History

Meissner và Ochsenfeld đã khám phá ra sự đẩy từ thông chủ động vào năm 1933, cho thấy siêu dẫn là một trạng thái nhiệt động học riêng biệt; Fritz và Heinz London đã cung cấp lý thuyết điện từ hiện tượng luận vào năm 1935, nắm bắt hiệu ứng Meissner và giới thiệu độ sâu xuyên thấu.

Key figures

Walther Meissner
Fritz London
Heinz London

Seminal works

london1935
tinkham2004

Frequently asked questions

Một chất siêu dẫn khác với một chất dẫn điện hoàn hảo trong trường từ như thế nào?: Một chất dẫn điện hoàn hảo chỉ giữ lại bất kỳ từ thông nào mà nó có khi trở thành chất dẫn điện hoàn hảo, nhưng một chất siêu dẫn được làm lạnh trong trường sẽ chủ động đẩy từ thông ra ngoài; sự đẩy Meissner này là một tính chất nhiệt động học mà một chất dẫn điện hoàn hảo sẽ không thể hiện.
Độ sâu xuyên thấu London là gì?: Đó là khoảng cách ngắn, thường là hàng chục nanomet, mà qua đó một trường từ áp dụng và dòng siêu dẫn sàng lọc suy giảm vào bề mặt của một chất siêu dẫn; vượt ra ngoài khoảng cách đó, bên trong về cơ bản là không có trường.