як формула Рутгерса, показує, що при Т = Т c теплоємність відчуває скачок (рис.20), як це і повинно бути при фазових переходах другого роду. При Т> Т c теплоємність лінійно залежить від температури, як це буває у нормальних металів (електронна теплоємність). p> Перенесення тепла в металі здійснюється як вільними електронами, так і коливаннями решітки. І електропровідність, і теплопровідність обумовлені процесами розсіяння електронів. Тому наявність надпровідності означає відсутність обміну енергією електронів провідності з гратами. У надпровіднику в міру зниження температури все більше число вільних електронів зв'язується в куперовские пари і тим самим вимикається з процесів обміну енергії, а значить, внесок електронів в теплопровідність постійно зменшується. При досить низьких температурах в надпровіднику практично не залишається вільних електронів, і він веде себе як ізолятор: електронна система просто повністю вимикається з теплового балансу.
Значна різниця теплопровідності металу в нормальному стані і надпровідному використовується для створення надпровідного теплового ключа - пристрою, що дозволяє розривати тепловий контакт між джерелом холоду і охолоджуваним тілом в експериментах в області низьких температур. Конструктивно надпровідний ключ виконується у вигляді відрізка тонкого дроту (діаметром 0,1 - 0,3 мм) з танталу або свинцю довжиною від декількох одиниць до декількох десятків сантиметрів, що з'єднує досліджуване тіло з хладопроводов. На таку дріт намотується мідна котушка, за якою пропускається струм, достатній для створення магнітного поля, більшого критичного значення. При пропущенні струму надпровідність руйнується магнітним полем, і ключ відкривається.
Аналогічні В«магнітніВ» ключі застосовуються для створення поля в короткозамкнених надпровідних соленоїдах. У таких соленоїдах також є ділянка надпровідника з намотаною на ньому мідної обмоткою. При пропущенні струму через керуючу обмотку соленоїд стає розімкненим, і через нього проходить струм від зовнішнього джерела. Потім ключ замикається, а магнітний потік виявляється замороженим в соленоїді. Надпровідний ключ може розриватися і при нагріванні (рис.21)
У такому випадку у короткозамкненого соленоїда є невелика ділянка - перемичка, що підігрівається зовнішнім джерелом. Перемичка переходить з надпровідного в нормальний стан при її нагріванні до температури вище Т c .
Так як надпровідний стан є бездіссіпатівним, в такому соленоїді магнітне поле надзвичайно стабільно і існує до тих пір, поки його температура не перевищить Т c . Сучасна техніка дозволяє виготовляти кріостати з настільки малим теплопритоків, що гелієві температури підтримуються після заливки рідкого гелію в кріостат з надпровідним соленоїдом приблизно в перебігу року!
6. Теорія Гінзбурга - Ландау.
6.1 Приклади фазових переходів.
В основі теорії Гінзбурга - Ландау лежить теорія фазових переходів Ландау, розроблена ним для загальної ситуації, коли система зазнає фазовий перехід, при якому стан системи переходу змінюється безперервно, а симетрія стрибком. При цьому високотемпературна, або, як кажуть, В«парамагнітнаВ» фаза, є більш симетричною, а низькотемпературна фаза - менш симетричної, оскільки вона проявляє додатковий порядок, порушує симетрію парафазия. При фазовому переході відбувається зниження енергії упорядочного фази в порівнянні з енергією невпорядкованими фази. Приклади фазового переходу вельми різноманітні. До них відноситься перехід з парамагнітного стану в феромагнітне або антиферомагнітний стан. Для прикладу на рис. 22 показана конфігурація різних моментів окремих атомів в упорядочного фазі (рис.22, а) і в разупорядочной (рис.22, б). Якщо при Т> Т c середній магнітний момент всього кристала дорівнює нулю, те при Т <Т c виникає бажаний напрямок, виділене зовнішнім магнітним полем; проекція середнього моменту на цей напрямок вже відмінна від нуля. Відповідно, якщо при Т> Т c малася симетрія по відношенню до обертання, то при Т <Т c така симетрія відсутня. У загальному випадку параметром порядку є фізична величина, відмінна від нуля в упорядочного фазі і рівна нулю в разупорядочной (парамагнитной) фазі. При відході від точки фазового переходу Т c в глибину упорядочного фази параметр порядку зростає. У разі феромагнетика параметром порядку служить вектор магнітного моменту М В№ 0 при Т <Т c і М = 0 при Т> Т c . Феромагнетизм широко розповсюджений у природі. Так, прикладами металевих високотемпературних феромагнетиків (Т c > 300К) є Fe, Ni, Co. Є приклади діелектричних і напівпровідникових феромагнетиків. Більш складно організована структура антиферомагнетика. При цьому парамагнітна фаза не відрізняється від паказаной на рис.22, б, а в упорядочного фазі конфігурація магнітних атомів має В«шахо...
