Нарушают ли спин-поляризованные куперовские пары принцип запрета Паули?

Спиновая часть может стать симметричной, но не проблема, если пространственная часть станет антисимметричной. Пространственное пространство бесполезно для квазичастиц в конденсированном состоянии; импульсное пространство лучше. Когда вектор импульса совершает обход поверхности Ферми, функция щели меняет знак. О скучном обычном случае корреляции s-волн сказать особо нечего. Для p-волны пространственная часть заботится о Паули.

Поскольку в кристаллическом веществе соотношение между частотой и волновым вектором не является простым, а представляет собой множество отношений, обусловленных различными полосами, можно найти случаи нечетности в пространстве, а также нечетности во времени. Затем вернемся к майкам для вращения. Итак, я должен исправить то, как я начал этот ответ: либо пространственная часть, либо временная часть пары должны стать антисимметричными. Но не оба.

Что касается того, как создаются эти вещи, у каждого электрона есть свой [математический] B\dot\sigma[/math] термин. Магнитное поле в разных местах разное. Точно так же, как выбоина заставляет мою машину деформироваться, так и неоднородное магнитное поле деформирует пару Купера. Разные крутящие моменты на противоположных вращениях. Насколько я понимаю и, вероятно, не имею на это права, результат можно рассматривать как квантовую суперпозицию хорошей прямой синглетно-спиновой куперовской пары и триплетно-спиновой.

Я частично ответил на этот вопрос там: https://physics.stackexchange.com/a/62364/16689 : Триплетная сверхпроводимость не нарушает принцип запрета Паули, потому что волновая функция куперовской пары содержит орбитальную и спиновую компоненты. Триплетная компонента характеризуется симметричной спиновой частью, поэтому пространственная компонента должна быть антисимметричной при обмене положением электронов, образующих куперовскую пару. Смотрите ответ для более подробной информации.

Общий способ получения компонентов спинового триплета состоит в том, чтобы связать спиновую текстуру с обычной (так называемой$s$-волновой) сверхпроводящий конденсат. Вы можете сделать это либо

• поместите несколько неколлинеарных доменов намагниченности в непосредственной близости от сверхпроводника (например, в джозефсоновском переходе). См. Бержере Ф.С., Волков А.Ф. и Ефетов К.Б. (2005). Нечетная триплетная сверхпроводимость и связанные с ней явления в структурах сверхпроводник-ферромагнетик . Обзоры современной физики, 77 (4), 1321–1373 .

• поставить спин-зависимые интерфейсы, см. Linder, J., & Robinson, JWA (2015). Сверхпроводящая спинтроника . Nature Physics, 11(4), 307–315 или arXiv:1510.00713, которые вы уже цитировали в своем вопросе, или Eschrig, M. (2015). Спин-поляризованные сверхтоки для спинтроники: обзор текущего прогресса . Reports on Progress in Physics, 78(10), 104501 или arXiv:1509.02242 (последний обзор содержит больше ссылок, чем обзор Линдера и Робинсона).

• поместите спин-орбитальное взаимодействие в джозефсоновский переход, см. Bergeret, FS, & Tokatly, IV (2014). Спин-орбитальная связь как источник дальнодействующего триплетного эффекта близости в гибридных структурах сверхпроводник-ферромагнетик . Physical Review B, 89(13), 134517 или arXiv:1402.1025 .

Обратите внимание, что

• Триплетное спаривание в системах близости — это не симметрия конденсата, это просто ожидаемое значение квантовых корреляций . В частности, в джозефсоновском переходе можно генерировать нетривиальную корреляцию между электронами на каждой стороне перехода без изменения симметрии сверхпроводящего промежутка в электродах.

• Насколько мне известно, нет четкой сигнатуры триплетных корреляций. Возможно только косвенное измерение. Причина в том, что в реальных системах совмещаются синглетные и триплетные корреляции. Тем не менее, магнитные свойства, интересные для приложений сверхпроводящей спинтроники, обусловлены только триплетным компонентом (компонентами).

• В добавок к$m=-1$триплетное состояние$\left|\downarrow\downarrow\right\rangle$и$m=+1$триплетное состояние$\left|\uparrow\uparrow\right\rangle$, есть третий$m=0$триплетное состояние$\left|\uparrow\downarrow\right\rangle +\left|\downarrow\uparrow\right\rangle$симметричен в обмене спином. Последний не влияет на магнитные свойства гетероструктур сверхпроводник/ферромагнетик, как и синглетный$S=0$,$m=0$состояние$\left|\uparrow\downarrow\right\rangle -\left|\downarrow\uparrow\right\rangle$.