Гинзбурга-Ландау теория

ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ТЕОРИЯ, феноменологическая теория сверхпроводимости, созданная В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау в 1950 году. Применима вблизи температуры сверхпроводящего перехода ТС. В её основе лежит общая теория среднего поля Ландау для фазовых переходов 2-го рода в сочетании с квантовой природой параметра порядка сверхпроводников. Параметром порядка является комплексная «эффективная» волновая функция «сверхпроводящих электронов». Учёт магнитного поля проводится по правилам квантовой механики, путём включения поля в градиентный член функционала для свободной энергии. Условие минимума свободной энергии приводит к уравнениям Гинзбурга - Ландау для зависящих от координат параметра порядка и магнитного поля. В Гинзбурга-Ландау теории имеются два характерных макроскопических масштаба длин: глубина проникновения δ магнитного поля в сверхпроводник и характерная длина изменения в пространстве модуля параметра порядка (длина когерентности ξ). Важной характеристикой сверхпроводящего материала является параметр Гинзбурга - Ландау χ = δ/ξ, который не зависит от температуры в окрестности ТС. Поверхностное натяжение на границе сверхпроводящей и нормальной фаз в магнитном поле положительно при χ < 1 /√2 (сверхпроводники 1-го рода) и отрицательно при χ> 1 /√2 (сверхпроводники 2-го рода).

Гинзбурга-Ландау теория впервые позволила успешно описать Мейснера эффект и свойства сверхпроводящих плёнок в магнитном поле. На основе Гинзбурга-Ландау теории А. А. Абрикосов построил в 1957 году теорию смешанного (вихревого) состояния сверхпроводников 2-го рода. В 1959 году российский физик Л. П. Горьков показал, что микроскопическая Бардина - Купера - Шриффера модель вблизи ТС согласуется с феноменологической Гинзбурга-Ландау теорией. При этом «эффективная» волновая функция пропорциональна волновой функции куперовских пар, а заряд «сверхпроводящих электронов» равен заряду пары, то есть удвоенному заряду электрона. Гинзбурга-Ландау теория сохранила своё значение и после создания микроскопической теории сверхпроводимости. Гинзбурга-Ландау теория позволяет эффективно исследовать в окрестности ТС термодинамические и магнитные свойства сверхпроводников, сверхпроводящих гранул и гетероструктур, эффекты неоднородностей и магнитные вихревые состояния в сверхпроводниках. На основе Гинзбурга-Ландау теории изучаются свойства анизотропных сверхпроводников с многокомпонентными параметрами порядка, проблемы сосуществования сверхпроводимости и магнетизма, а также других типов упорядочения в конденсированных средах, некоторые нестационарные задачи сверхпроводимости.

Литературу смотри при статье Сверхпроводимость.

Ю. С. Бараш.