83-拓撲缺陷(編輯修改稿)
2024-09-01 01:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 觀量子現(xiàn)象。處在超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體和處在超流態(tài)的液體氦，盡管有宏觀的尺度，但其狀態(tài)仍可用一波函數(shù)，通常稱為 宏觀波函數(shù) 描述。如對常規(guī)超導(dǎo)體和超流 4He，宏觀波函數(shù)可寫為 渦旋線和磁通線 序參量函數(shù)。) 是超導(dǎo)相或超流相的建立,的) 的出現(xiàn)標志著有序相在正常相rψr, ψrψ???((0)( ?)(0)(rier ?? ??? ????? ?????? ??ip? () () () 將粒子的動量算符作用于波函數(shù) ()，得 即動量算符的本征值為 ??? ??p) 式相比，得與(,則粒子的動量為中，如超流速度為在超流838He4..vmv ss ??() () ?? ?? ldv s ????,210 ???? ，，nmhn????mv s ??即 超流速度 由宏觀波函數(shù)的 相位梯度 決定。 ()式 在這里的物理含義是 沿環(huán)繞一拓撲缺陷的任意閉合回路 一周，宏觀波函數(shù)的 相位變化 是 2π 的整數(shù)倍 。 將 ()式代入，由 ()式得 () () 式的直接結(jié)果是與拓撲缺陷相關(guān)的 環(huán)量量子化 。如 Γ 是 環(huán)繞某拓撲缺陷的閉合回路，環(huán)量定義為 ) 式相當于(的關(guān)系,與的整數(shù)倍?？紤]到缺陷的環(huán)量只能是) 式表明超流氦中拓撲稱為環(huán)量量子。數(shù)值為5381138(10012 23..vθh / m../ ., h / mπhs?????rrv s??2)( ?() 即拓撲缺陷外的超流環(huán)流的速度，隨距離的增加，按1/r關(guān)系衰減。 超流 4He 中的拓撲缺陷稱為 渦旋線 。芯區(qū)中序參量為零，是正常 (非超流 )的。芯區(qū)半徑為 ξ 0，稱為 相干長度 ， 在超導(dǎo)體中，相應(yīng)的拓撲缺陷是磁通線 ,同樣由一個正常態(tài)的芯子和芯外的超導(dǎo)電流環(huán)流構(gòu)成。超導(dǎo)電流環(huán)流由電了對，即 庫珀對 承載。 可理解為 序參量從平衡值過渡到零所需的最短空間尺度 。 超流 4He的 ξ 0，約為 ~。芯區(qū)外的遠場區(qū)為環(huán)繞它按 1/r關(guān)系衰減的超流環(huán)流。 圖。 ()式中 n為正值的渦
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