Квантованный вихрь

Cтраница 2

Оказывается, что в достаточно длинном джозефсоновском контакте квант магнитного потока, которому соответствует изменение фазы на 2тг при его обходе, и сверхпроводящий ток, текущий по охватывающему этот поток витку проволоки ( ток связан с разностью фаз при помощи соотношений ( 7.7 7.37)), ведут себя, в определенном смысле, как единое целое. Такой составной объект принято называть флаксоном, солитоном или квантованным вихрем. [16]

Если гелий I, находящийся в равномерно вращающемся сосуде, не находится в тепловом равновесии, а интенсивно охлаждается путем откачки его паров, то вращение как целого уже не является для него равновесным. В / таких условиях гелий Г кипит и в нем образуется макроскопический, видимый невооруженным глазом вихрь, извивающийся в области оси вращения. При охлаждении ниже Я-точки этот вихрь должен исчезнуть путем распада на микроскопические квантованные вихри. [17]

Если состояние сверхтекучей жидкости обладает вихревой структурой, то некоторые из выведенных в этом параграфе соотношений оказываются несправедливыми. Трудности возникают даже при построении статистического распределения, описывающего локально-равновесное состояние с квантованными вихрями. [18]

К может быть отлична от нуля без нарушения сверхтекучести. Течения в канале с КФО чрезвычайно устойчивы в силу дискретного характера К и могут циркулировать сутками. Уменьшение К возможно лишь скачками - с изменением N па целое число за счет рождения квантованных вихрей. Этот процесс требует эноргстич. [19]

В топологически одпосвянном сосуде ( ци-лнпдрич. К может быть отличным от нуля только при обходе вокруг особых лиши. Feynman), 1955 ], Квантованные вихри отличаются от вихрей в нормальной жидкости ( см. Вихревое движение) тем, что циркуляция К вокруг них квантована ( квант циркуляции равен him) и поэтому квантованные вихри устойчивы и не размываются при наличии вязкости. Квантованные вихри но могут оканчиваться внутри сосуда, они либо пронизывают нею толщу жидкости, либо образуют замкнутые вихревые кольца. Вихревые кольца обнаружены в экспериментах с ионами, инжектируемыми в Не II. Квантованные вихри с прямолинейными осями обнаружены в экспериментах с вращающимся сосудом, где они образуют двухмерную псриодлч. [20]

Квантованные вихри возникают не только как ме-тастабильные образования в динамич, процессах сверхтекучего движения. Абрикосова, возникающей в сверхпроводниках 2-го рода в магн. Система параллельных квантованных вихрей с циркуляцией him в каждом вихре создает ср. В равновесии п 2 ( m / / i) u, и вихри имитируют твердотельное вращение сверхтекучей жидкости со ср. [22]

Типы дефектов в конденсированных средах и соответствующие им подмногообразия дефектов Е. а-точечный дефект. 6 - линейный дефект. в-планарный дефект. [23]

Тем не менее такой анализ позволяет простыми средствами выявлять те качественные особенности рассматриваемых явлений, к-рые должны быть приняты во внимание при более детальном описании. Как известно, вихри могут быть устойчивы лишь в идеальной жидкости ( теорема Кельвина-Гельмгольца), а под влиянием вязкости такие вихри рассасываются. С точки зрения топологии причина состоит в том, что обычная жидкость не вырождена. В то же время квантованные вихри в сверхтекучем Не4 топологически устойчивы именно в силу вырожденности осн состояний. В результате никакое вязкое трение не может изменить кванта циркуляции сверхтекучей скорости Не; с др. стороны, рассасывание вихря означало бы расширение области дефекта ( нарушения сверхтекучести), что энергетически невыгодно. [24]

В случае СМР его можно объяснить довольно просто. Предположим, что температура равна нулю. Для кратковременного же разрушения его сверхпроводимости достаточно сколь угодно малого напряжения - сверхпроводящий ток растет линейно со временем и непременно достигает критического значения. Ни зависимость формы ВАХ от температуры, ни характер взаимодействия с полем СВЧ невозможно объяснить в рамках других предложенных моделей-интерференции волновых функций и упорядоченного движения квантованных вихрей магнитного потока. [25]

Второй механизм связан с рождением и движением топологич. Квантованные вихри в гелии), представляющих собой особые линии, при обходе вокруг к-рых по замкнутому контуру фаза р изменяется на 2nN, n следовательно циркуляция скорости vs квантуется: § v dr ( hlm) N [ Л, Ouearep ( L. С, на оси вихря отсутствует. Область вблизи оси вихря, где значение tj отличается от раЕшовесного, наз. В сверхтекучем 4Не устойчивы вихри только с N 1, вихри с большими N распадаются на вихри с единичными квантами циркуляции сохранением ff, напр. Квантованные вихри испытывают трение со стороны нормальной компоненты благодаря рассеянию квазичастиц на коре вихря, поэтому в равновесна вихри движутся вместе с нормальной компонентой. Этот процесс, называемый проскальзыванием фазы, может происходить в непрерывном ( турбулентном) режиме и приводить к взаимному трению, если w превышает критич. Для поддержания такого диссцпативного движения сверхтекучей компоненты требуется разность давлений на концах канала. Ускорение сверхтекучей компоненты, вызываемое градиентом хим. потенциала, согласно ур-нию ( 2), компенсируется процессами проскальзывания фазы за счет движущихся квантованных вихрей. [27]

Страницы: 1 2