Low Temperature Physics: 43, 329 (2017); https://doi.org/10.1063/1.4979958
Физика Низких Температур: Том 43, Выпуск 3 (Март 2017), c. 401-419    ( к оглавлению , назад )

Механизм Хиггса в сверхпроводящих структурах

С.В. Куплевахский

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: kuplevakhsky@ilt.kharkov.ua

Статья поступила в редакцию 17 мая 2016 г., после переработки 1 августа 2016 г.

Аннотация

Показано, что в равновесных сверхпроводящих структурах с s-волновым типом спаривания однознач-ная часть фазы комплексного параметра порядка (квазисреднего) 〈ψψ〉 трансформируется в продольную компоненту векторного потенциала, как и в абелевой модели Хиггса релятивистской теории поля. Рассмотрение базируется на микроскопическом гамильтониане системы в присутствии внешнего статического магнитного поля и бесконечно малых источников куперовских пар. Предусмотрено наличие примесей и несверхпроводящих барьеров, а также учтена квантовая природа индуцированного электромагнитного поля. Квантование последнего осуществляется при условии A0 = 0 (A0 — скалярный потенциал), не нарушающем инвариантность относительно калибровочных преобразований, не зависящих от времени. Установлены точные соотношения, определяющие квазисреднее 〈ψψ〉. Эти соотношения играют ключевую роль в изложенном в статье новом выводе уравнений среднего поля. На основании полученных результатов предложена новая физическая трактовка эффекта Джозефсона (без «разности фаз») и обсуждаются некоторые следствия.

PACS: 74.20.Fg Теория БКШ и ее развитие;
PACS: 11.15.Ex Спонтанное нарушение калибровочной симметрии;
PACS: 74.50.+r Эффекты близости, слабые связи, туннелирование, эффект Джозефсона.

Ключевые слова: сверхпроводимость, механизм Хиггса, эффект Джозефсона.

Oпубликована онлайн: 24 января 2017 г.