Profundidad de penetración de Londres

Distancia a la que penetra un campo magnético en un superconductor

En los superconductores , la profundidad de penetración de London (normalmente denominada o ) caracteriza la distancia a la que un campo magnético penetra en un superconductor y se vuelve igual a veces la del campo magnético en la superficie del superconductor. ^[1] Los valores típicos de λ _L oscilan entre 50 y 500 nm. Fue derivada por primera vez por Geertruida de Haas-Lorentz en 1925, y más tarde por Fritz y Heinz London en sus ecuaciones de Londres (1935). ^[2] ${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle \lambda _{L}}$ ${\displaystyle e^{-1}}$

La profundidad de penetración de London resulta de considerar la ecuación de London y la ley del circuito de Ampère . ^[1] Si se considera un semiespacio superconductor , es decir, superconductor para x>0, y un campo magnético externo débil B ₀ aplicado a lo largo de la dirección z en el espacio vacío x <0, entonces dentro del superconductor el campo magnético viene dado por ^{[1 ]}

$${\displaystyle B(x)=B_{0}\exp \left(-{\frac {x}{\lambda _{L}}}\right),}$$

${\displaystyle \lambda _{L}}$^[1] ${\displaystyle e}$ ${\displaystyle \lambda _{L}}$

$${\displaystyle \lambda _{L}={\sqrt {\frac {m}{\mu _{0}nq^{2}}}},}$$

portadores de cargamasadensidad numéricacarga ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle q}$

La profundidad de penetración está determinada por la densidad del superfluido , que es una cantidad importante que determina _la Tc en superconductores de alta temperatura. Si algunos superconductores tienen algún nodo en su brecha de energía , la profundidad de penetración a 0 K depende del campo magnético porque el campo magnético cambia la densidad del superfluido y viceversa. Por tanto, las mediciones exactas y precisas del valor absoluto de la profundidad de penetración a 0 K son muy importantes para comprender el mecanismo de la superconductividad a alta temperatura.

Existen varias técnicas experimentales para determinar la profundidad de penetración de London y, en particular, su dependencia de la temperatura. La profundidad de penetración de London se puede medir mediante espectroscopia de espín de muones cuando el superconductor no tiene una constitución magnética intrínseca. La profundidad de penetración se convierte directamente a partir de la tasa de despolarización del espín del muón en relación con la cual σ ( T ) es proporcional a λ ² ( T ). La forma de σ ( T ) es diferente según el tipo de brecha de energía superconductora en la temperatura, de modo que esto indica inmediatamente la forma de la brecha de energía y da algunas pistas sobre el origen de la superconductividad.

Referencias

1. Kittel, Charles (2004). Introducción a la Física del Estado Sólido . John Wiley e hijos. págs. 273–278. ISBN 978-0-471-41526-8.
2. Fossheim, Kristian y Asle Sudbø. Superconductividad: física y aplicaciones . John Wiley e hijos, 2005.