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科技工作者之家 2020-11-17
金兹堡-朗道方程,或金兹堡-朗道理论,是由维塔利·金兹堡和列夫·朗道在1950年提出的一个描述超导现象的理论。早期的金兹堡-朗道方程只是一个唯象的数学模型,从宏观的角度描述了第一类超导体。1957年,苏联物理学家阿列克谢·阿布里科索夫基于金兹堡-朗道理论提出了第二类超导体的概念。1959年,列夫·戈尔科夫结合BCS理论,从微观角度严格证明了金兹堡-朗道理论是BCS理论的一种极限情况。为了表彰金兹堡和阿布里科索夫对超导理论的贡献,他们与研究超流理论的安东尼·莱格特共同获得了2003年的诺贝尔物理学奖。
简介金兹堡-朗道方程,或金兹堡-朗道理论,是由维塔利·金兹堡和列夫·朗道在1950年提出的一个描述超导现象的理论。早期的金兹堡-朗道方程只是一个唯象的数学模型,从宏观的角度描述了第一类超导体。1957年,苏联物理学家阿列克谢·阿布里科索夫基于金兹堡-朗道理论提出了第二类超导体的概念。1959年,列夫·戈尔科夫结合BCS理论,从微观角度严格证明了金兹堡-朗道理论是BCS理论的一种极限情况。为了表彰金兹堡和阿布里科索夫对超导理论的贡献,他们与研究超流理论的安东尼·莱格特共同获得了2003年的诺贝尔物理学奖。1
理论金兹堡-朗道方程是由金兹堡和朗道在朗道的二级相变理论的基础上提出的。他们断言超导态可以通过一个复序参量(complex order parameter)ψ(r) 来表征。这个形似波函数的序参量测量的是超导体在低于超导转变温度Tc时的超导有序度("degree of superconducting order"),在BCS理论的框架中可以视为描述库柏对质量中心位置的单粒子波函数。在临界相变点附近,超导体的自由能密度可被展开为如下形式:
若 ,则上式化为常态下的自由能。表示有效质量,表示有效电荷,A是磁矢势,H为磁场强度。在后续的实验中,人们发现(为基本电荷)。
当自由能取极小值时可得金兹堡-朗道方程:
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本词条内容贡献者为:
李嘉骞 - 博士 - 同济大学