Schließt der Meissner-Effekt Ströme aus der Masse der Supraleiter aus?

Der Meissner-Effekt bedeutet, dass Supraleiter spontan Ströme aufbauen, die Magnetfelder aus ihnen heraustreiben. Das Ampere-Maxwell-Gesetz ,

× B = μ 0 J + μ 0 ϵ 0 E T
impliziert, dass überall dort, wo in einem Bereich endlicher Größe eine Nettostromdichte vorhanden ist, auch ein Magnetfeld vorhanden ist. Bedeutet dies, dass alle Supraleiterströme auf die Oberfläche des Supraleiters beschränkt sind (exponentiell mit der Londoner Eindringtiefe abfallend )?

Antworten (2)

Ja --- Nur Oberflächenströme. Es gibt einen interessanten Fall, in dem sich der Supraleiter mit Winkelgeschwindigkeit dreht Ω und die Elektronen nehmen die Corioliskraft wie ein Magnetfeld wahr ' ' B = ( 2 M e / e ) Ω . So werden, wieder an der Oberfläche, Strömungen aufgebaut, die ein echtes Magnetfeld erzeugen B = + ( 2 M e / e ) Ω in der Masse des Supraleiters, der das Coriolis-Kraftfeld genau aufhebt. Dies ist der Ursprung des Londoner magnetischen Moments: https://en.wikipedia.org/wiki/London_moment

Ja, der Strom fließt auf der Oberfläche des Supraleiters und nimmt exponentiell ab. Die Londoner Gleichung lautet

× J + N e 2 M B = 0 ,
Wo N ist die Elektronendichte. Nehmen Sie die Locke dieser Gleichung und verwenden Sie die Identität
× ( × J ) = ( J ) 2 J .
Seit J = 1 μ 0 × B = 0 , die Gleichung für den Strom kann geschrieben werden als
(1) 2 J J λ L 2 = 0 ,
Wo λ L = M μ 0 N e 2 ist die Londoner Eindringtiefe. Wenn die z die Richtung senkrecht zur Oberfläche des Supraleiters ist, dann ist die Lösung für Gl. (1) ist
J = J ( 0 ) exp ( z λ L ) .