旋转超导体产生的微弱伦敦磁场的探测

旋转超导体会在其内部产生一均匀磁场,称为伦敦磁场。伦敦磁场的研究具有重要理论和应用价值。本文对微弱伦敦磁场的探测方法进行了初步研究,使用多层超导筒屏蔽外界环境磁场的干扰,采用超导量子干涉器件(SQUID)来读出旋转超导体产生的磁场。通过对冻结磁通产生的干扰信号的有效分离,成功地观测到了伦敦磁场信号.通过理论分析,确定了伦敦磁场探测对应屏蔽性能的要求,对提高伦敦磁场探测信噪比的措施进行了讨论。

旋转超导体中的电流与电磁场

采用半经典理论方法 ,对旋转超导体内的电流和电磁场进行理论分析 .在把非惯性力场等效为真实力场并假设其适用于量子力学的基础上 ,获得超导电子所满足的薛定谔方程和概率密度流表达式 .发现超导电子的正则动量和空间相位的梯度有正比例的关系 ;发现在没有外电场和外磁场情况下 ,匀速转动的超导体内出现净电荷电场、磁场 ,表面出现净电荷及超导电流 .

London磁场的物理机制研究

超导体在旋转过程中会在其内部产生磁场,称为London磁场.目前,包括London理论和G-L理论在内的多种理论都对London磁场的产生机理进行了解释.从本质上,这些理论解释大多认为旋转超导体最外层超导电子运动滞后并由此出现净余电流,而London磁场则是由旋转超导体表面的净余电流产生的.然而,关于旋转超导体最外层超导电子运动滞后的原因,目前仍没有明确的理论解释.本文通过对旋转系中带电粒子,以及旋转超导体中超导电子的贝里相位进行了理论分析,结果表明旋转状态下超导电子的贝里曲率与London磁场具有相同的表达形式,表明London磁场可视为A-B效应的逆效应,也即基于贝里相位的一种宏观量子效应.