надпровідності
Сукупність експериментальних фактів про надпровідності переконливо показує, що при охолодженні нижче Т до провідник переходить в новий стан, якісно відрізняється від нормального. Досліджуючи різні можливості пояснення властивостей надпровідника, особливо ефекту Мейснера, німецькі вчені, працювали в Англії, Г. та Ф. Лондони (1934) прийшли до висновку, що надпровідний стан є макроскопічним квантовим станом металу. На основі цього подання вони створили феноменологічну теорію, пояснює поведінку надпровідників в слабкому магнітному полі - ефект Мейснера і відсутність опору. Узагальнення теорії Лондонов, зроблене Гінзбургом і Ландау (1950), дозволило розглянути питання, пов'язані з поведінці надпровідників в сильних магнітних полях. При цьому було пояснено величезна кількість експериментальних даних і передбачені нові важливі явища. Переконливим підтвердженням правильності вихідних передумов згаданих теорій з'явилося відкриття ефекту квантування магнітного потоку, ув'язненого всередині надпровідного кільця. З рівнянь Лондонов випливає, що магнітний потік в цьому випадку може приймати лише значення, кратні кванту потоку Ф про = Hc/e *, де е * - заряд носіїв надпровідного струму, h - Планка постійна, з - швидкість світла. У 1961 Р. Долл і М. Небауер і, незалежно, Б. Дівер і У. Фейроенк (США) виявили цей ефект. Виявилося, що е * = 2 e, де е - заряд електрона. Явище квантування магнітного потоку має місце і у випадку згаданого вище стану надпровідника 2-го роду в магнітному полі, більшому, ніж Н к1 . Утворені тут нитки нормальної фази несуть квант потоку Ф про . Знайдена в дослідах величина заряду частинок, що створюють своїм рухом надпровідний струм (е * = 2 e), підтверджує Купера ефект, на основі якого в 1957 Дж. Бардін, Л. Купер і Дж. Шріффер (США) і М. М. Боголюбов (СРСР) побудували послідовну мікроскопічну теорію надпровідності згідно Куперу, два електрони з протилежними спинами за певних умов можуть утворювати зв'язаний стан (куперовской пару). Заряд такої пари дорівнює 2e. Пари мають нульовим значенням спина і підкоряються Бозе-Ейнштейна статистиці. Утворюючись при переході металу в надпровідний стан, пари відчувають бозе - конденсацію, тому система куперовских пар має властивість надплинності. Т. о., С. являє собою надтекучість електронної рідини. При Т = 0 пов'язані в пари всі електрони провідності. Енергія зв'язку електронів в парі дуже мала: вона дорівнює приблизно 3,5 kT k , де k - Больцмана постійна. При розриві пари, що відбувається, наприклад, при поглинанні кванта електромагнітного поля або кванта звуку (фонона), в системі виникають збудження. При відмінній від нуля температурі мається певна рівноважна концентрація збуджень, вона зростає з температурою, а концентрація пар відповідно зменшується. Енергія зв'язку пари визначає т.з.. щілину в енергетичному спектрі збуджень, тобто мінімальну енергію, необхідну...
