Вопрос о сверхпроводимости

Длинный цилиндр радиусом р изготовлен из двух разных материалов. Его радиус р < р 0 ( р 0 < р ) часть представляет собой материал с температурой сверхпроводящего перехода Т 1 , И его р 0 < р < р часть представляет собой другой материал с температурой сверхпроводящего перехода Т 2 ( Т 1 < Т 2 ) .

Рассмотрим два разных процесса.

Во-первых, если мы понизим температуру до Т ( Т 1 < Т < Т 2 ) , а затем добавить магнитное поле ЧАС параллельно оси цилиндра.

Во-вторых, если мы добавим магнитное поле, которое ЧАС параллельно оси цилиндра, а затем снизить температуру до Т ( Т 1 < Т < Т 2 ) .

В первом случае мы легко можем знать, что только поверхность при р "=" р имеет сверхпроводящий ток из-за эффекта Мейснера.

Во втором случае обе поверхности имеют сверхпроводящий ток. Ток на поверхности р "=" р 0 кажется, что магнитный поток остается неизменным в области р < р 0 .

Находятся ли течения на поверхности в р "=" р одинаковый? У меня есть два разных ответа, и я не знаю, какой из них правильный.

Один ответ состоит в том, что токи одинаковы в двух случаях. Из-за эффекта Мейснера, Б "=" 0 в сверхпроводимости токи одинаковы в двух случаях, потому что только ток на поверхности при р "=" р может влиять на магнитное поле в сверхпроводимости.

Другой ответ отличается, учитывая изменение магнитного потока. вариации потока различны в двух случаях, в первом Б π р 2 а второй случай Б π ( р 2 р 0 2 ) , поэтому токи разные.

Это интересный вопрос, и я полагаю, что вы достаточно умны, чтобы решить его самостоятельно. Это просто задача уравнения Лондона с зависящей от температуры глубиной проникновения λ 1 , 2 ( Т 1 , Т 2 ) . Вы можете найти много подобных расчетов в книге Лондона, Superfluids vol.1, Macroscopic theory of superconductivity, 1961. Тогда, конечно, будет интересно получить ваше решение на этих страницах :-)
Я забыл сказать в своем ответе: условия ИМХО неявно предполагают сверхпроводник I типа. Это так, или я чего-то не понял?
Название этого вопроса может быть гораздо более информативным.

Ответы (1)

Надеюсь, цилиндр хоть и длинный, но не бесконечно длинный? Я имею в виду, что поле должно выходить за пределы цилиндра.

Задача поставлена ​​некорректно, поскольку результирующее состояние во втором случае зависит от того, как именно осуществляется переход к сверхпроводимости .

Если вы охладите цилиндр изнутри, он вытеснит магнитное поле наружу и закончится Б π р 0 2 поток, запертый в несверхпроводящем сердечнике, при одинаковой (в среднем) напряженности поля  Б как до охлаждения. Дополнительный Б π ( р 2 р 0 2 ) поток будет выталкиваться в окрестности цилиндра.

Если вы охладите цилиндр с поверхности, он вытеснит магнитное поле к оси (в несверхпроводящее ядро), и цилиндр будет содержать то же самое. Б π р 2 флюс, как и до охлаждения. В этом случае магнитное поле в ядре будет иметь среднюю напряженность Б р 2 р 0 2 , но избытка поля в окрестности цилиндра снаружи не будет.

Я не уверен в плотности тока в р "=" р ; ИМХО больше зависит от г координаты (вдоль оси), чем в любом из трех случаев. Оно должно быть почти таким же (извините, забыл нужную формулу) в середине цилиндра и будет сильнее у его концов (где поле отводится в сторону от цилиндра) во всех результатах, кроме сценария охлаждения снаружи второго случая, когда она не будет зависеть от г .