Релятивистская скорость дрейфа электронов в сверхпроводнике?

Есть ли формула для эффективной скорости электронных токов внутри сверхпроводников?

Формула для нормальных проводников :

В знак равно я н А д

Интересно, есть ли изменения в этой формуле для сверхпроводников?

Существует ли какой-либо режим для существующих сверхпроводников, при котором электроны будут течь со скоростью, близкой к скорости света? Или, точнее, возможно ли иметь несущие токи, создающие релятивистские скорости дрейфа, сохраняя при этом сверхпроводящую фазу?

Ответы (2)

Эта формула получена с использованием принципа сохранения заряда, поэтому она справедлива и для сверхпроводников. Существует критическое магнитное поле, выше которого сверхпроводник становится обычным проводником, и это функция температуры.

Если через сверхпроводник проходит большой ток, будет создаваться магнитное поле, которое нарушает сверхпроводимость при превышении этого критического магнитного поля, поэтому у вас не может быть произвольно больших токов, а скорости дрейфа будут намного ниже релятивистских скоростей.

Это приблизительная формула зависимости этого критического магнитного поля от температуры: ЧАС с ( Т ) знак равно ЧАС 0 [ 1 − ( Т Т с ) 2 ]

В котором Т с - критическая температура при нулевом поле и ЧАС 0 — критическое поле при нулевой температуре. Типичные значения для мю ЧАС 0 находится в диапазоне 0,01-0,1 Тесла.

«Типичные значения μH0 находятся в диапазоне 0,01–0,1 Тесла». Предполагая критическое поле 10 мТл для обычной сверхпроводящей проволоки радиусом 5 мм. Через провод потребуется 250 А, прежде чем провод достигнет критического значения 10 мТл и перестанет вести себя как сверхпроводник!! hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/ Magnetic/magcur.html Таким образом, преимущества использования сверхпроводящих проводов для передачи энергии огромны.

Я думаю, что в основе вашего вопроса лежит недоразумение. Тот факт, что материал является сверхпроводником, не означает, что электроны движутся с релятивистскими скоростями.

1) В сверхпроводнике ток переносится конденсатом, а не беспорядочным движением электронов. В этом смысле скорости дрейфа нет. Формула для плотности тока:

ȷ → знак равно е н с 2 м ℏ ∇ → ф
куда н с - сверхтекущая плотность, а ф – фаза волновой функции конденсата. Обратите внимание, что
в с знак равно ℏ 2 м ∇ → ф
есть скорость сверхтока.

2) В Т знак равно 0 у нас есть н с → н , а первая формула по существу такая же, как и обычная формула для плотности тока, ȷ → знак равно е н в → , поэтому наивная оценка скорости дрейфа по известному току и плотности электронов дает правильную скорость сверхтока (хотя физический механизм совершенно другой).

3) Плотность тока в сверхпроводнике не больше того, что может быть достигнуто в обычных проводниках (на самом деле она часто меньше). Сверхпроводники имеют критический ток (грубо говоря, кинетическая энергия сверхтока не может превышать энергию конденсации). В результате скорость сверхтока ограничивается скоростями, намного меньшими, чем с .

Никаких «недоразумений», я просто полностью игнорирую, возможно ли это или нет, я спросил, существует ли режим, при котором это могло бы произойти, или возможно ли для любого типа проводника иметь релятивистские скорости в носителях заряда (графеновые электроны скорости около 3000 км/с при определенных обстоятельствах)
Отлично. Нет, в обычных сверхпроводниках скорость сверхтока и близко не равна с. Даже в релятивистских сверхпроводниках (например, в парных кварках в нейтронных звездах) приблизиться к c не так-то просто.
@Thomas Как индуцируется магнитное поле? Куперовские пары — это пары с противоположными магнитными дипольными моментами, и для них магнитное поле уравновешивается? Если да, то не спаренные электроны тоже участвуют? Они движутся по кругу (в катушке) и индуцируют магнитное поле? Каким-то образом ЭМ-излучение от этих ускоренных электронов не могло излучаться? Где ошибки? Никогда раньше не думал об этом, пока не возник этот вопрос о physics.stackexchange.com/questions/226250/… и мой - возможно, легкомысленный - ответ.
@HolgerFiedler 1) Внутри сверхпроводника нет поля B. В случае вихрей поле В проходит через ядро ​​вихря, где плотность сверхтекучей жидкости мала. Поле и распределение тока в сверхпроводящем проводе или катушке сложны, но основное наблюдение состоит в том, что ток концентрируется вблизи поверхности провода. 2) Нет излучения (прямо как в атоме), электроны находятся в квантовом состоянии с фиксированным L.
@ Томас Я о наведенном магнитном поле катушки снаружи катушки. В чем причина этого поля?
@HolgerFiedler Просто закон Ампера ∇ × А знак равно Дж . Сверхток способствует Дж как обычный ток.
@Thomas Магнитные поля Я всегда связываю с внутренними спиновыми и магнитными дипольными моментами задействованных элементов. Я считаю, что магнитное поле не возникает из ничего. В электрическом токе магнитные дипольные моменты выравниваются, и это является причиной магнитного поля. Теперь, если в куперовских парах спины антипараллельны, то теперь есть магнитное поле.
@HolgerFiedler Это просто уравнения Максвелла: источником поля B как в обычных, так и в сверхпроводящих электромагнитах является ток.
@Томас С новым годом. Для постоянных магнитов сегодня очевидно, что выровненные магнитные дипольные моменты ответственны за магнитное поле. Сколько лет мысли о том, что за электродинамические поля ответственен ток, а не более глубокое объяснение? Уверены ли мы, что измерение потока электронов не индуцирует (влияет) на магнитное поле путем выравнивания магнитных дипольных моментов вовлеченных электронов? Размышляя таким образом, я сомневаюсь, что за магнитное поле ответственны куперовские пары электронов.
@HolgerFiedler Не знаю, что здесь сказать .. Множество доказательств в пользу уравнений Максвелла .. включая стандартные лабораторные эксперименты по физике с электромагнитами ..
@ Томас Я говорю, что для постоянных магнитов очевидно, что выровненные магнитные дипольные моменты ответственны за магнитное поле. Почему мы не переносим этот вывод на токи и их магнитные поля? Из-за 100-летней традиции? Задумавшись об этом на мгновение, можно увидеть, что все магнитные поля можно объяснить магнитными дипольными моментами вовлеченных электронов. ...
... Если вы хотите получить дополнительную информацию за или против этой точки зрения, прочитайте Independent.academia.edu/HolgerFiedler О внутренней причине силы Лоренца, электрической и магнитной индукции. Меня очень интересует обсуждение сверхпроводимости, куперовских пар и того, что индуцирует магнитное поле в сверхпроводниках. За и против обсуждаются в данный момент.
Релятивистская скорость дрейфа электронов в сверхпроводнике?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v