Значения напряженности критического поля

Материал	НС(0), А/м	Материал	НС(0), А/м
алюминий	0,79	осмий	0,5
кадмий	0,24	рений	1,6
галлий	0,41	тантал	6,6
индий	2,2	таллий	1,4
ртуть	3,3	олово	2,4

Необходимо отметить, что величина критического поля будет зависеть также и от формы сверхпроводника, и его ориентации в магнитном поле [2].

Выталкивание магнитного потока из сверхпроводника, которое обсуждалось выше, имеет место в том случае, если сверхпроводниковый образец является односвязанным (сплошным). Если же образец имеет полость, например, сверхпроводниковое кольцо, картина изменится. При охлаждении в магнитном поле до Т<Т_Споток будет вытолкнут из сверхпроводника, однако он останется в полости. Ранее было установлено, что выталкивание магнитного поля происходит за счет возникающих сверхпроводящих токовj, создающих противополе. Поскольку магнитный поток в полости существует, очевидно, существуют его создающие токиj₂,направленные встречно токамj₁(рис. 1.6).

Рис. 1.6. Выталкивание магнитного поля

Поскольку сопротивление в сверхпроводнике отсутствует, токи будут незатухающими. Если выключить внешнее магнитное поле, магнитный поток внутри кольца станет поддерживаться незатухающими токами.

Ф. Лондон предположил, что захваченный магнитный потокФдолжен быть равенцелому числу квантов потокаФ₀, то есть:

, (1.9)

где n– целое число;

q– заряд;

h– постоянная Планка.

Впоследствии это предположение было экспериментально подтверждено, однако заряд qоказался равен удвоенному заряду электрона:

. (1.10)

Этот факт говорит о том, что частицы, состоящие из двух электронов есть не что иное, как куперовские пары. Вероятно, что величина nв (1.9) связана с квантовым числом куперовских пар. Как уже отмечалось, поведение сверхпроводящего конденсата (куперовских пар) жестко коррелировано и при переходе в следующее состояние, с иным квантовым числом, все пары должны перейти в это состояние.

Квантование магнитного потока в кольце представляет собой пример макроскопического квантового эффекта.

Такое кольцо можно рассматривать как систему, имеющую n возможных стационарных состояний, и использовать в соответствующих условиях.

1.3. Сверхпроводники второго рода. Вихри Абрикосова

Выше мы говорили о выталкивании магнитного поля из объема сверхпроводника при Т<Т_Си переходе его в нормальное состояние в сильном магнитном поле приН>Н_С. Все эти физические особенности относятся к так называемымсверхпроводникам первого рода, к которым принадлежат почти все чистые металлы. Они характеризуются низкой температурой перехода и невысоким значением критического тока, что ограничивает их практическое применение.

В работах А.А. Абрикосова создана теория сверхпроводниковвторого рода, которые имеют два критических поляH_C1иH_C2, и верхнее критическое полеH_C2может достигать очень больших значений, критические токи очень высоки (табл. 1.3), магнитное поле в смешанном состоянии проникает внутрь сверхпроводника в виде двухмерной решетки вихревых линий.

Таблица 1.3