Supraledande koherenslängd

I supraledning är den supraledande koherenslängden , vanligtvis betecknad som $\xi$ (grekiska gemener xi ), den karakteristiska exponenten för variationerna av tätheten hos supraledande komponent.

Den supraledande koherenslängden är en av två parametrar i Ginzburg-Landaus teori om supraledning. Det ges av:

\xi ={\sqrt {\frac {\hbar ^{2}}{2m|\alpha |}}}

där $\alpha$ är en konstant i Ginzburg–Landau-ekvationen för $\psi$ med formen $\alpha _{0}(T-T_{c })$ .

I Landau medelfältsteori, vid temperaturer $T$ nära den supraledande kritiska temperaturen $T_{c}$ , $\xi (T)\propto (1-T/T_{c})^{-{\frac {1}{2}}}$ . Upp till en faktor på ${\sqrt {2}}$ är det ekvivalent med den karakteristiska exponenten som beskriver en återhämtning av ordningsparametern bort från en störning i teorin om andra ordningens fasövergångar.

I vissa speciella begränsningsfall , till exempel i BCS-teorin för svag koppling av isotrop s-vågssupraledare, är den relaterad till karakteristisk Cooper-parstorlek:

\xi _{BCS}={\frac {\hbar v_{f}}{\pi \Delta }}

där $\hbar$ är den reducerade Planck-konstanten , $m$ är massan av ett Cooper-par (dubbla elektronmassan ) , $v_{f}$ är Fermihastigheten, och $\Delta$ är det supraledande energigapet . Den supraledande koherenslängden är ett mått på storleken på ett Cooper-par (avståndet mellan de två elektronerna) och är i storleksordningen $10^{-4}$ cm. Elektronen nära eller vid Fermi-ytan som rör sig genom en metalls gitter producerar bakom sig en attraktiv räckviddspotential av storleksordningen $3\x 10^{-6}$ cm, gitteravståndet är av ordningen $10^{-8}$ cm. För en mycket auktoritativ förklaring baserad på fysisk intuition, se CERN-artikeln av VF Weisskopf.

Förhållandet ${\displaystyle \kappa =\lambda /\xi } ,$ där $\lambda$ är Londons penetrationsdjup , är känt som parametern Ginzburg–Landau. Typ-I supraledare är de med $},$ $\displaystyle \kappa >1/{\sqrt {2}}}$ typ -II supraledare är med .

I teorier om stark koppling, anisotropa och multikomponenter modifieras dessa uttryck.

Se även