Самоподобные магнитные структуры при фазовом переходе вихревое стекло–вихревая жидкость сверхпроводника II рода

Abstract

Рассмотрен отклик многослойного сверхпроводника на внешнее магнитное поле, который характеризуется электрическим сопротивлением ρff(b)∼bσ, где b — безразмерная индукция магнитного поля, σ—параметр, характеризующий отношение активационной энергии пиннинга к энергии тепловых флуктуаций. При σ>1 образец находится в фазе вихревого стекла, при 0<σ<1 — в фазе вихревой жидкости, а при σ=1 имеет место фазовый переход вихревое стекло → вихревая жидкость. В фазе вихревого стекла магнитное поле проникает в сверхпроводник в форме автомодельной (самоподобной) волны, которая в каждый момент времени проникает на конечную глубину и фронт движется с конечной скоростью, зависящей от параметров задачи, например, от скорости накачки внешним магнитным полем. В фазе вихревой жидкости магнитное поле проникает на бесконечную глубину. Таким образом, при переходе из фазы вихревого стекла в фазу вихревой жидкости магнитное поле проникает в сверхпроводник на бесконечную глубину.

Розглянуто відгук багатошарового надпровідника на зовнішнє магнітне поле, яке характеризується електричним опором ρff(b)∼bσ, де b — безрозмірна індукція магнітного поля, σ — параметр, який характеризує відношення активаційної енергії пінінгу до енергії теплових флуктуацій. При σ > 1 зразок знаходиться у фазі вихрового скла, при 0<σ<1 — у фазі вихрової рідини, а при σ = 1 має місце фазовий перехід вихрове скло → вихрова рідина. У фазі вихрового скла магнітне поле проникає до надпровідника у формі автомодельної (самоподібної) хвилі, яка у кожний момент часу проникає на скінченну глибину та фронт рухається зі скінченною швидкістю, яка залежить від параметрів задачі, наприклад, від швидкості накачки зовнішнім магнітним полем. У фазі вихрової рідини магнітне поле проникає на нескінченну глибину. Таким чином, при переході з фази вихрового скла до фази вихрової рідини магнітне поле проникає до надпровідника на нескінченну глибину.

We consider the response of multi-layer superconductors to external magnetic perturbations. Such superconductors are characterized by electrical conductivity ρff(b) ∼ bσ, where b is the dimensionless magnetic induction, and σ is a parameter describing activation energy of pinning with respect to the energy of thermal fluctuations. If σ > 1, the sample is in the phase of vortex glass. If 0 < σ < 1, the superconductor is in the phase of vortex liquid, and for σ = 1 there occurs a vortex glass → vortex liquid phase transition. In the phase of the vortex glass, there are localized selfsimilar structures with a compact support. In the vortex glass phase, the magnetic field penetrates into a superconductor in the form of self-similar wave. At every instant, this wave permeates to a finite depth and the front moves with a finite velocity depending on the parameters of the problem, for example, the pumping rate by external magnetic field. In the vortex liquid phase, the magnetic field penetrates to an infinite depth. Hence, the magnetic field permeates into a superconductor to an infinite depth at the transition from the vortex glass phase to the vortex liquid phase.