Abrikosov vortex , Abrikosov vortex ( eng. Abrikosov vortex ) - egy normál (nem szupravezető) mag (örvényszál) körül keringő szupravezető áramú (szuperáramú) örvény, amely egy quan mágneses fluxusnak megfelelő mágneses fluxussal mágneses teret indukál. [egy]
A. A. Abrikosov fizikus fedezte fel 1957- ben . „A második csoportba tartozó szupravezetők mágneses tulajdonságairól” című munkájában elméletileg kimutatták, hogy a mágneses tér behatolása egy 2-es típusú szupravezetőbe kvantált örvényszálak formájában történik (egy ilyen rendszer energetikailag „kedvező”). . Minden ilyen izzószálnak (örvénynek) van egy normál (nem szupravezető) magja, amelynek sugara a szupravezető koherenciahosszának nagyságrendjében van . E normál henger körül, a mágneses tér behatolási mélységének nagyságrendjével megegyező sugarú tartományban Cooper-párokból álló örvényszerű csillapítás nélküli áram (szuperáram) folyik, úgy irányítva, hogy az általa létrehozott mágneses tér a normál mag mentén irányuljon. vagyis egybeesik a külső mágneses tér irányával. Ebben az esetben minden örvény egy fluxuskvantumot hordoz . [egy]
A szupravezetés elméletében az Abrikosov -örvényeket szuperáramú örvényeknek nevezik a második típusú szupravezetőkben . A szuperáram egy normál (nem szupravezető) tartomány körül kering, ami egy henger, amely a külső mágneses tér iránya mentén kifeszített, és örvényt alkot. Ennek a hengernek a sugarát a koherenciahossz határozza meg ( a Ginzburg-Landau elmélet egyik fő paramétere ). A szuperáram a tartományban nagyságrendileg eltűnik (a peremtől mért londoni behatolási mélység minden egyes szupravezető anyag jellemző paramétere). A keringő szuperáram mágneses teret hoz létre, amelynek nagyságát a mágneses fluxuskvantum határozza meg . Ezért az Abrikosov-örvényeket néha fluxonoknak nevezik.
A mágneses tér eloszlását egyetlen örvényben a mag jellemző méreténél nagyobb távolságra a következő összefüggés határozza meg:
ahol a második típusú nullarendű módosított Bessel-függvény . Ha a mezőt a következő összefüggés határozza meg:
hol van a Ginzburg-Landau elmélet jól ismert paramétere, amelynek ki kell elégítenie a kapcsolatot a II. típusú szupravezetőknél.
Az örvények a szupravezetőbe behatolva egymástól nagyságrendi távolságra helyezkednek el , keresztmetszetben szabályos háromszögrácsot alkotva, kialakul az ún. kevert állapot. A külső mágneses tér növekedésével az örvények sűrűsége olyan nagyra nő, hogy a legközelebbi örvények közötti távolság nagyságrendűvé válik , az örvények érintik normál tartományukat, és a szupravezető másodrendű fázisátmenete a normál állapotba. bekövetkezik.
Általánosságban elmondható, hogy egy szupravezető anyagban örvények mozognak, amikor áram folyik rajta [2] . Az örvények azonban spontán módon kapcsolódhatnak egy anyag nanoméretű inhomogenitásaihoz. Ezt a folyamatot pinningnek nevezzük , ezeket az inhomogenitásokat pedig rögzítési központoknak [ 3] . Az örvényrács megzavarja a rendet az örvényrácsban [4] és hozzájárul a szupravezető fázis megőrzéséhez még akkor is, ha nagyon nagy áram folyik [5] [2] .