Критическое магнитное поле

Поведение сверхпроводников при изменении магнитного поля и температуры.

Критическое магнитное поле — величина напряжённости магнитного поля, которая разрушает сверхпроводимость.

Для сверхпроводников характерно не только отсутствие электрического сопротивления, но также эффект Мейсснера, который состоит в выталкивании магнитного поля за пределы сверхпроводника. Для заданной температуры, эффект Мейснера проявляется лишь для полей, меньших, чем критическое. Поля большие, чем критическое поле, проникают внутрь сверхпроводника и разрушают сверхпроводимость.

Величина критического магнитного поля ${\displaystyle H_{c}}$ связана с разностью свободных энергий нормальной и сверхпроводящей фаз:

${\displaystyle {\frac {H_{c}^{2}}{8\pi }}=F_{n}-F_{s}}$

Его зависимость от температуры хорошо описывается эмпирической формулой

${\displaystyle H_{c}(T)=H_{c}(0)[1-(T/T_{c})^{2}]}$,

где ${\displaystyle T_{c}}$ — критическая температура.

Сверхпроводники второго рода характеризуются двумя критическими полями — ${\displaystyle H_{c1}}$ и ${\displaystyle H_{c2}}$. При напряжённости внешнего магнитного поля ${\displaystyle H<H_{c1}}$ наблюдается эффект Мейсснера. В диапазоне полей ${\displaystyle H_{c1}<H<H_{c2}}$ возникает смешанное состояние — магнитное поле проникает внутрь сверхпроводника в виде квантованных вихрей. При величине магнитного поля ${\displaystyle H>H_{c2}}$ сверхпроводники второго рода также переходят в нормальное состояние.

Литература

• Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников. М., "МЦНМО", 2000.
• Критическое магнитное поле // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2: Добротность — Магнитооптика. — 704 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-061-4.
• Сверхпроводимость // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — Т. 4: Пойнтинга — Робертсона — Стримеры. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.