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.

旋转超导铌球在磁场中的力矩分析

由金属铌制成的超导球体,利用超导体的迈斯纳效应悬浮在球腔中,在外磁场的影响下会有少量俘获磁通存在,本文引入球谐函数计算磁场,分析了俘获磁通和外磁场相互作用后对超导转子产生的干扰力矩。在磁场中旋转的超导球体也会产生一个与转速成比例的伦敦磁场,与外部磁场相互作用从而产生干扰力矩作用于超导球。本文从旋转超导球体的电磁特性和磁场分布入手,计算和分析了伦敦磁矩对旋转超导球体的干扰力矩及对超导球体运动的影响。

旋转超导球体在均匀磁场中的力矩分析

基于经典的电磁场理论和伦敦方程,为在均匀磁场中高速旋转的超导球体所受力矩的计算建立了理论分析模型。该计算方法考虑了高速旋转的超导球体产生的伦敦磁矩与外磁场的相互影响,并把磁感应强度在超导球体的球坐标系中利用球谐函数展开,利用超导球体的边界条件最后推导出力矩的计算方法。同时给出了具体的分析实例。力矩计算模型的建立为进一步研究在磁场中高速旋转的超导球体的动力学特性有着重要的意义。