Бобков Александр Михайлович
Даже те, кто далеки от науки, слышали о сверхпроводимости. Суть этого явления, которое было открыто около ста лет назад, заключается в том, что у некоторых материалов при достаточно низких температурах отсутствует электрическое сопротивление. Такие сверхпроводники отталкивают от себя магнитное поле. Именно на этом основан эффектный демонстрационный опыт, когда маленький магнит левитирует, то есть парит, над сверхпроводником без всякой поддержки.
Долгое время физики не могли объяснить это явление, да и практического применения ему не находилось. Но к середине прошлого века ученые наконец-то смогли понять природу сверхпроводимости. Стало ясно, что и промышленности очень нужны такие материалы. Однако использовать сверхпроводимость не удавалось по техническим и экономическим причинам, поскольку вещества надо было охлаждать до очень низких температур.
Ситуация изменилась ближе к концу прошлого века, когда было открыто множество новых, необычных сверхпроводящих соединений, обладающих подчас удивительными свойствами. В некоторых из них, так называемых высокотемпературных сверхпроводниках, явление возникало при гораздо более высоких температурах, хотя все еще намного ниже нуля по Цельсию. И, тем не менее, высокотемпературные сверхпроводники, с которыми было проще и дешевле работать, стали активно входить в нашу жизнь.
Сегодня сверхпроводимость используют и в транспорте (монорельсы), и в медицине (различные датчики, снимающие магнитокардиограммы и магнитоэнцефалограммы), и при производстве гигантских ускорителей, и при постройке экспериментальных термоядерных реакторов. Несомненно, что использование сверхпроводимости будет в ближайшие годы расширяться - взять хотя бы квантовые компьютеры, в которых без сверхпроводимости не обойтись.
Однако до сих пор природа необычной высокотемпературной сверхпроводимости остается для ученых загадкой. В обычных сверхпроводниках сверхпроводимость характеризуется параметром порядка, который может зависеть только от координат. Само же явление сверхпроводимости появляется в результате притяжения электронов вблизи поверхности Ферми из-за обмена фононами. Что же касается необычных (анизотропных) сверхпроводников, то в них параметр порядка может зависеть от направления импульса, однако механизм образования сверхпроводимости в них до сих пор не понят. И хотя в изучении необычной сверхпроводимости уже достигнут существенный прогресс - например, полностью идентифицирован тип симметрии параметра порядка в высокотемпературных сверхпроводниках, - непонятого и неисследованного в этой области еще очень много. Мои научные интересы связаны с изучением этого круга проблем.
Я занимаюсь теоретическим изучением высокотемпературных сверхпроводников (высокотемпературные купраты) и киральных сверхпроводников (рутенат, сверхпроводящее соединение с тяжелыми фермионами ). Все эти сверхпроводники сильно анизотропны. Как правило, я рассматриваю неоднородные системы, состоящие из анизотропных и обычных сверхпроводников, нормальных металлов, диэлектриков и ферромагнетиков. Это могут быть образцы очень маленьких размеров, в которых важна дискретная структура сверхпроводника, или контакты со слабой связью между различными подсистемами, или образцы сложной геометрической формы из анизотропных сверхпроводников. При изучении таких систем обычно используют метод квазиклассических гриновских функций или решеточные модели сверхпроводимости с сильной связью.
В большинстве таких систем важную роль играют андреевские связанные состояния, которые во многом определяют транспортные свойства контактов: джозефсоновский ток и низкоэнергетическую часть кондактанса. (Замечу, что рассматриваемые мною системы - это либо контакты сами по себе, либо их потенциальная составная часть.) Поэтому крайне интересно рассмотреть свойства спектров квазичастичных возбуждений в таких системах, особенно наличие и вид андреевских связанных состояний на границах разделов в сверхпроводниках, зависимость их спектров от направления импульса на поверхности Ферми, последствия интерференции от различных связанных состояний в образцах сложной формы. Асимметрия спектров андреевских связанных состояний часто связана с появлением спонтанных токов, которые возникают на поверхностях раздела в системах с анизотропными сверхпроводниками. Если геометрическая форма системы достаточно сложна, то из-за спонтанных токов возможно появление вихревых магнитных структур в областях изгиба границ раздела.
Безусловно, интересно теоретически изучать те параметры, которые могут быть экспериментально измерены. Для рассматриваемых систем это равновесные и неравновесные транспортные характеристики, а также плотность состояний в образце. Среди транспортных характеристик надо выделить джозефсоновский ток, для которого обычно рассчитывают зависимости критического тока от температуры и/или магнитного поля, приложенного к системе. Пример неравновесной транспортной характеристики различных контактов с анизотропными сверхпроводниками - кондактанс. Форма кондактанса и различные особенности на его низкоэнергетической части также связаны с параметрами спектров связанных состояний, которые, в свою очередь, различны для различных типов спаривания. Большое влияние на проводимость контактов оказывает зависимость прозрачности барьера от направления импульса, скоррелированная с зависимостью от направления импульса спектров связанных состояний. Интересно посмотреть, как влияет внешнее магнитное поле на все изучаемые характеристики, тем более что внешнее магнитное поле - один из самых удобных "инструментов" для воздействия на систему. Все это и стало предметом моих научных исследований.
За последние три года мне удалось изучить критический джозефсоновский ток в уголковых SND (обычный сверхпроводник-нормальный металл-высокотемпературный сверхпроводник) контактах в магнитном поле, а также спектры андреевских связанных состояний и джозефсоновских токов в симметричных туннельных контактах с киральными сверхпроводниками. В результате удалось предсказать появление логарифмической аномалии в низкотемпературной части зависимости критического джозефсоновского тока от температуры. Удалось также выяснить, что положение пиков в кондактансе туннельных SIN (сверхпроводник-туннельный барьер-нормальный металл) и SIS (сверхпроводник-туннельный барьер-сверхпроводник) контактов связано с особенностями спектров связанных состояний, и предсказать, что на эту связь сильно влияет форма зависимости прозрачности туннельного барьера от направления импульса падающих квазичастиц. Еще один важный результат - обнаружение нетривиальности идентификации андреевских связанных состояний в узких проволочках сверхпроводников и сильного эффекта четности в зависимости от поперечной ширины проволочки.
Другие работы по теме:
Классификация бытовых и промышленных отходов на территории РФ
Классификация бытовых и промышленных отходов на территории Российской Федерации. Твердые промышленные отходы (ТПО) представляют собой, как правило, более или менее однородные продукты, которые не требуют предварительного разделения по группам для их переработки. Каждое производственное подразделение, как правило, характеризуется своим специфическим видом ТПО, образующихся в процессе производства тех или иных изделий или полупродуктов.
Высокотемпературная сверхпроводимость
Высокотемпературная сверхпроводимость Открытие в конце 1986 года нового класса высокотемпературных сверхпроводящих материалов радикально расширяет возможности практического использования сверхпроводимости для создания новой техники и окажет революционизирующее воздействие на эффективность отраслей народного хозяйства.
Твёрдость. Сверхпроводимость.
Министерство общего и профессионального образования НовГУ кафедра ПТР Контрольная работа по материаловедению Твёрдость. Сверхпроводимость. Выполнил студент гр. 9021з
К вопросу о механизме сверхпроводимости в металлах- сверхпроводниках.
В данной работе показано, что кроме тепловых колебаний атомов, влияющих на проводимость металлов-сверхпроводников при низких температурах (теория БКШ), существенное влияние на появление сверхпроводимости должно оказывать число электронов, отданых в зону проводимости каждым атомом кристаллической решетки,и взаимодействием этих электронов в зоне проводимости.
Сверхпроводники
Введение Теория сверхпроводимости. Идеальный проводник и сверхпроводник. Эффект Мейснера. Эффект Джозефсона. Сверхпроводники первого рода. Сверхпроводники второго рода.
Сверхпроводимость : история развития, современное состояние, перспективы
Cверхпроводники: история развития, современное состояние и перспективы Открытие в конце 1986 года нового класса высокотемпературных сверхпроводящих материалов радикально расширяет возможности практического использования сверхпроводимости для создания новой техники и окажет революционизирующее воздействие на эффективность отраслей народного хозяйства.
Высокотемпературная сверхпроводимость
Открытие в конце 1986 года нового класса высокотемпературных сверхпроводящих материалов радикально расширяет возможности практического использования сверхпроводимости для создания новой техники и окажет революционизирующее воздействие на эффективность отраслей народного хозяйства.
Явление сверхпроводимости
Понятие и природа сверхпроводимости, ее практическое применение. Характеристика свойств сверхпроводников 1-го и 2-го рода. Сущность "теории Бардина-Купера-Шриффера" (БКШ), объясняющей явление сверхпроводимости металлов при сверхнизких температурах.
Криоэлектроника
Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники Кафедра ЭВМ Реферат по предмету Конструирование и Технология Производства ЭВМ
В железосодержащих сверхпроводниках обнаружен изотопический эффект
Открытые два года обратно железосодержащие сверхпроводники возродили интерес к одной из самых интригующих физических проблем современности — построению теории высокотемпературной сверхпроводимости. Главной загадкой на пути решения этой задачи остаются неизвестные и не понятые до сих пор процессы внутри вещества, которые ответственны за его сверхпроводящее состояние и которые позволяют ему иметь высокую критическую температуру (температуру перехода из нормального состояния в сверхпроводящее).
Сверхпроводимость
Изменение электрического сопротивления в металлах, сверхпроводниках в области низких температур. Правила существования сверхпроводимости с валентностью. Зависимость критического поля сверхпроводника от температуры. Использование явления сверхпроводимости.
Основы пайки
Московский государственный автомобильно-дорожный институт. Основы пайки Студент: Троицкий А. П. Группа: 1КМ1 Москва 2001. План реферата Основы теории пайки металлов……………………1
работа
Таким образом, путем фотосинтеза в растениях происходит накопление сложных органических веществ. Естественно, что растения в большей мере, чем животные, служат первоисточником получения органических веществ
Явление разделения спина и заряда в сверхтонких проводниках
Электроны являются основными носителями электричества и благодаря им же мы можем изготавливать магниты. Электрический и магнитный заряд переносятся электронами, которые традиционно кажутся не только не имеющими размера, но и неделимыми.
Сверхпроводимость
Явление сверхпроводимости было открыто голландским физиком Камерлинг-Оннесом в 1911 году. Камерлинг-Оннесу первому удалось получить жидкий гелий, и он использовал его для создания криостатов.
Сверхпроводимость
История открытия явления сверхпроводимости. Теоретические основы сверхпроводимости. Джозефсоновский переход. Появление сверхчувствительных приемников. СКВИД датчик. Сверхчувствительные магнитометры.
Рассказы о животных
Борис Степанович Житков, один из зачинателей отечественной детской литературы, написал много замечательных произведений о природе и животных. В его рассказах животные всегда помогают человеку, они умны, сообразительны, верны хозяину. Среди этих рассказов: «Беспризорная кошка», «Про обезьянку» и другие.
Золотой луг
М. М. Пришвин написал много книг о природе. Своими произведениями он приближает жизнь природы к жизни детей, стремится сделать её доступной, интересной и понятной им.
Русская природа в изображении Тютчева и Фета
Перелистаем страницы сборников стихотворений Тютчева и Фета. Тема взаимоотношений, взаимопроникновения природы и человека занимает значительное место в творчестве этих поэтов. Вопрос об отношении к природе для них — это вопрос о любви к Родине, к России.
Благодарная природа
Автор: Сочинения на свободную тему Что такое природа? Мы все прекрасно понимаем, что такое природа – это леса, поля, моря, озера и реки, деревья, растения, кустарники, цветы. Все то, что нас окружает! А так же животные, насекомые, птицы, рыбы - тоже часть природы. К природе относятся полезные ископаемые: нефть, газ, уголь.…
Береги родную природу
Автор: Сочинения на свободную тему БЕРЕГИР РОДНУЮ ПРИРОДУ! Я очень люблю отдыхать на природе. Ходить в лес, плавать в речке. Но в последнее время мы так загрязнили моря и реки, леса и степи, что стало страшно за будущие поколения. Сейчас много говорят об охране природы. В школах ввели предмет экологию. На этих уроках обсуждают ситуацию в окружающем мире, о том, как легко нарушить баланс в природе, а вот восстановить нарушенное очень сложно.
Разбор стихотворений Тютчева о природе
Автор: Тютчев Ф.И. В большинстве своих стихотворений Тютчев разговаривает о природе, видя в ней то, что невозможно увидеть в чём-нибудь другом, он понял, что какие-либо истины нужно искать в корне чего-либо – вот он и ищет философские истины в корне мироздания – природе. Одушевляя природу, Тютчев показывает, что она не менее важна, чем сам человек; она похожа на человека, точнее, человек похож на неё, потому что он её творение, её следствие, значит, у них есть одинаковые свойства.
Нобелевские лауреаты 2003 года
Премия по физике Нобелевской премией по физике за 2003 год отмечены трое ученых, которые внесли решающий вклад в объяснение двух феноменов квантовой физики: сверхпроводимости и сверхтекучести.
Рубидий
Рубидий (лат. Rubidium), Rb, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 37, атомная масса 85,4678. Относится к щелочным металлам.
Гелий
Гелий (лат. Helium), He (читается «гелий»), химический элемент с атомным номером 2, атомная масса 4,002602. Относится к группе инертных, или благородных, газов (группа VIIIA периодической системы).