09_supercond_2018_apr07 (1182301), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

T=1.1K, поле 3 кЭ. Из работы [14].Периодическая вихревая решётка может использоваться как дифракционная решётка придифракции нейтронов. Напомним, что, благодаря наличию магнитного момента у нейтрона,нейтрон чувствителен к периодическому изменению магнитного поля. Большой периодвихревой решётки означает, что при дифракции тепловых (с длиной волны около 10 Å)нейтронов углы отклонения будут очень малы, поэтому требуется специальная оптимизацияустановки для изучения малоугловой дифракции [15], [16]. Однако такой эксперименттехнически возможен [17]. Действительно, наблюдается система дифракционных пятен,стр.

36 из 4007.04.2018соответствующих несколько искажённой треугольной решётке, эта дифракционная картинавозникает только в поле выше первого критического (рисунок 20). Схема установки ифотография реального малоуглового дифрактометра показаны на рисунках 21, 22.Рисунок 20: Наблюдение нейтронной дифракции на вихревой решётке в сверхпроводящемниобии. Дебройлевская длина волны нейтронов 12Å, типичное изменение волнового вектора⃗ ⃗нейтронов Q=k ' −⃗k порядка 5⋅10−3 Å−1 .

Из работы [17].Рисунок 21: Схема эксперимента по малоугловому рассеянию нейтронов. Из приглашённойлекции С. Мюлбауэра из [15].стр. 37 из 4007.04.2018Рисунок 22: Канал для дифрагировавших нейтронов в малоугловом дифрактометре D11Института Лауэ-Ланжевена. Длина около 40 метров, при работе канал откачивается дляустранения рассеяния на воздухе. С сайта [16].стр. 38 из 4007.04.2018Пиннинг вихревой решёткиВысокое значение второго критического поля в сверхпроводниках второго рода делает этиматериалы интересными для технических приложений: в частности, это системысверхпроводящих магнитов, используемых в лабораториях, ускорителях частиц, и даже вмедицинских томографах. Принципиальным для этого использования являетсябездиссипативность протекания тока мимо вихревой решётки в полях H c1 <H < H c2 .Однако, при протекании тока вблизи вихря на электроны действует сила Лоренца со стороныполя вихря.

Соответственно, и на вихри действует сила со стороны протекающего тока. Этасила перпендикулярна к току и внешнему полю. То есть, в идеальном проводнике вихреваярешётка должна смещаться поперёк тока.Реальный кристалл, однако, всегда несовершенен — в нём есть разные дефекты. Вчастности, может оказаться, что локально вблизи дефекта сверхпроводящее состояние невыгодно (например, из-за какого-то локального изменения жёсткости решётки в окрестностидефекта).

Тогда вихрю выгодно «зацепиться» за такой дефект — при уходе вихря от этогодефекта возникает дополнительный проигрыш в энергии связанный с относительнойневыгодностью формирования там сверхпроводящей фазы. Этот эффект называютпиннингом вихрей.Этот пиннинг препятствует действию силы Лоренца. Однако, если сила Лоренца достаточновелика, то вихрь оторвётся от центра пиннинга. Затраты энергии на этот отрыв приводят кдиссипации энергии в сверхпроводнике. Это похоже на возникновение «трения» вихревойрешётки о дефекты кристалла.Рисунок 23: Взаимодействие сверхпроводника (чёрный "брусок" - это сверхпроводящаяВТСП-керамика с температурой перехода в сверхпроводящее состояние большейтемпературы кипения жидкого азота) и постоянного магнита (серебристый цилиндр).Слева: магнит отталкивается от сверхпроводника за счёт эффекта Мейснера.

Справа: приподъёме магнита сверхпроводник поднимается вслед за ним из за сильного пиннинга вихрей.Кадры демонстрационного видеоролика.В результате мы приходим к несколько неожиданному выводу — для получения техническиэффективного сверхпроводящего материала с большими критическими токами и поляминеобходимо, чтобы пиннинг вихрей был сильным (вихри не отрывались как можно дольше),а центров пиннинга должно быть много (тогда большое количество вихрей сможетзакрепиться и бездиссипативный ток будет наблюдаться при максимальных полях)! Вчастности, пиннинг приводит к наблюдаемому в демонстрациях эффекту (рисунок 23), чтостр. 39 из 4007.04.2018сверхпроводник второго рода отталкивает магнит за счёт эффекта Мейснера, но приотодвигании магнита притягивается к магниту, так как запиннингованные вихри «невыпускают» из сверхпроводящего образца захваченные силовые линии магнитного поля.стр.

40 из 4007.04.2018.

Характеристики

Список файлов лекций