В чем суть теории сверхпроводимости Гинзбурга-Ландау ?

Открытые в 1911 году сверхпроводники — материалы, чье электрическое сопротивление при низких температурах становится нулевым, используют, например, для создания сверхсильных электромагнитов. Они находят все большее применение в науке и технике, позволяя создавать гигантские ускорители и медицинские томографы.

Сверхпроводники делятся на два класса в зависимости от характера взаимодействия с магнитным полем. В сверхпроводники первого рода слабое магнитное поле не проникает, а слишком сильное — скачком устраняет сверхпроводимость.

Работы Виталия Лазаревича Гинзбурга (1916 г. рожд. , оконч. МГУ в 1938 г. ) относятся к наиболее ранним этапам развития физики сверхпроводимости.

В 40-х гг. XX столетия совместно с Л. Д. Ландау им была разработана теория СП, получившая название теории Гинзбурга-Ландау, которую сам Виталий Лазаревич называет пси-теорией СП. Она основана на представлении сверхпроводящего конденсата с помощью волновой функции. Эта работа базировалась на теории братьев Лондонов, выполненной чуть раньше, где было введено понятие глубины проникновения магнитного поля в сверхпроводник («лондоновская глубина проникновения» ) и показано, что начиная от температур сверхпроводящего перехода глубина проникновения магнитного поля в СП довольно быстро уменьшается. И при достаточно низких температурах это значение составляет несколько сотен ангстрем для типичных материалов (сверхпроводников I рода) .

Теория Гинзбурга-Ландау основывалась на теории фазовых переходов II рода, разработанной в 1937 г. Л. Д. Ландау, и содержала основные методы описания такого фазового перехода. Основная идея теории Гинзбурга-Ландау – существенно более упорядоченное состояние сверхпроводника при низких температурах по сравнению с нормальным состоянием при температурах выше СП-перехода.

Для характеристики степени упорядоченности СП-состояния был введен параметр порядка, а также учет квантовых эффектов, а именно волновой функции, которая описывает поведение электронов в твердом теле. Предполагалось, что в ситуации сверхпроводимости устанавливается когерентное состояние, когда электроны неотличимы друг от друга. Это позволило для волновой функции электрона решить задачу зависимости от одной из координат. На основе объединения параметров порядка (длины когерентности) и волновой функции было описано состояние сверхпроводимости.

С помощью теории Гинзбурга-Ландау для известных тогда сверхпроводников I рода, к которым относятся почти все простые металлы и ряд металлических соединений, была получена картина изменения параметров – глубины проникновения магнитного поля в сверхпроводник со стороны металла и волновой функции, убывающей в сторону от металла. С помощью названных параметров удалось описать все свойства реальных сверхпроводников, известных в 40-е гг. Был введен также параметр Гинзбурга-Ландау, представлявший собой отношение этих двух величин, характеризующих свойства СП-состояния. Параметр Гинзбурга-Ландау явился основой работы А. А. Абрикосова, за которую он получил Нобелевскую премию 2003 г.

http://www.rg.ru/2006/09/20/ginzburg.html

http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=print&sid=278

http://offline.computerra.ru/2003/514/29951/