Модель критического состояния фасоли - Beans critical state model - Wikipedia

Расчетная кривая намагничивания сверхпроводящей пластины на основе модели Бина. Сверхпроводящая пластина изначально находится при H = 0. Увеличение H до критического поля H * вызывает синюю кривую; уменьшение H обратно до 0 и изменение направления для увеличения до -H * вызывает зеленую кривую; падение H обратно на 0 и увеличение H до H * вызывает оранжевую кривую.

Модель критического состояния Бина, представленный К. П. Бином[1][2] в 1962 г. дает макроскопический объяснение необратимого намагничивание поведение (гистерезис ) жестких Сверхпроводники II типа.

Предположения

Жесткие сверхпроводники часто демонстрируют гистерезис в измерениях намагниченности. К. П. Бин постулировал Фаза Шубникова необычный процесс защиты из-за микроскопической структуры материалов. Он предположил перенос без потерь с критической плотностью тока. Jc(В) (Jc(B → 0) = const. и Jc(B → ∞) = 0). Внешнее магнитное поле экранируется в фазе Мейснера (H c1) точно так же, как в мягком сверхпроводнике. В фазе Шубникова (ЧАСc1 c2), критический ток течет под поверхностью на глубине, необходимой для уменьшения поля внутри сверхпроводника до ЧАСc1.

Объяснение необратимой намагниченности

Схема распределения магнитного поля в сверхпроводящем цилиндре при изменении внешнего магнитного поля H, основанная на модели Бина.

Чтобы понять происхождение необратимой намагниченности: представьте себе полый цилиндр во внешнем магнитном поле, параллельном оси цилиндра.[3] В фазе Мейснера экранирующий ток находится в пределах лондонской глубины проникновения. Превышение ЧАСc1, вихри начинают проникать в сверхпроводник. Эти вихри закреплены на поверхности (барьер Бина – Ливингстона). В области под поверхностью, пронизанной вихрями, протекает ток с плотностью Jc. На низких полях (H 0), вихри не достигают внутренней поверхности полого цилиндра, и внутренняя часть остается незаполненной. За H> H0вихри проникают через весь цилиндр, и внутри возникает магнитное поле, которое затем увеличивается с увеличением внешнего поля. Давайте теперь посмотрим, что произойдет, если внешнее поле затем уменьшится: из-за индукции на внешней поверхности цилиндра создается противоположный критический ток, сохраняющийся внутри магнитного поля в течение ЧАС0 1 постоянный. За H> H1, встречный критический ток проходит через весь цилиндр, и внутреннее магнитное поле начинает уменьшаться с уменьшением внешнего поля. Когда внешнее поле исчезает, возникает остаточное внутреннее магнитное поле (сравнимое с остаточной намагниченностью ферромагнетик ). С противоположным внешним полем ЧАС0, внутреннее магнитное поле наконец достигает 0Тл (ЧАС0 приравнивает коэрцитивное поле из ферромагнетик ).

Расширение модели Бина

Бин предположил постоянный критический ток, означающий, что H << Hc2. Ким и другие.[4] расширил модель, предполагая 1 / Дж (H) пропорционально ЧАС, что дает отличное согласие теории и измерений Nb3Sn трубы. Следует учитывать различную геометрию, поскольку необратимая намагниченность зависит от геометрии образца.[5]

Рекомендации

  1. ^ Бин, К. П. (15 марта 1962 г.). «Намагничивание твердых сверхпроводников». Письма с физическими проверками. Американское физическое общество (APS). 8 (6): 250–253. Дои:10.1103 / Physrevlett.8.250. ISSN  0031-9007.
  2. ^ Бин, Чарльз П. (1 января 1964 г.). «Намагничивание высокополевых сверхпроводников». Обзоры современной физики. Американское физическое общество (APS). 36 (1): 31–39. Дои:10.1103 / revmodphys.36.31. ISSN  0034-6861.
  3. ^ Supraleitung, W. Buckel и R. Kleiner, Wiley-Verlag, 6. Auflage (2004)
  4. ^ Kim, Y.B .; Hempstead, C.F .; Стрнад, А. Р. (15 января 1963 г.). «Намагничивание и критические сверхтоки». Физический обзор. Американское физическое общество (APS). 129 (2): 528–535. Дои:10.1103 / Physrev.129.528. ISSN  0031-899X.
  5. ^ Критические токи в сверхпроводниках, Кэмпбелл, А. М., и Дж. Э. Эветтс, Тейлор и Фрэнсис (1972).

Смотрите также