Критическое магнитное поле

Крити́ческое магни́тное поле

В сверхпроводниках, характерное значение напряжённости магнитного поля Нк, выше которого происходит полное или частичное проникновение магнитного поля в сверхпроводник. При Н < Н_к магнитное поле в сверхпроводник не проникает, его экранирует поверхностный сверхпроводящий ток (Мейснера эффект).

В сверхпроводниках I рода, к которым относится большинство чистых металлов, вещество переходит в нормальное, несверхпроводящее состояние при Н > Н_к (Фазовый переход I рода). Соответствующее этому переходу К. м. п. Нк связано с разностью свободных энергий (См. Свободная энергия) нормальной (F_н) и сверхпроводящей (F_cп) фаз соотношением F_н—F_cп=Н²_к /8π.

Наибольшее значение Нк у чистых металлов достигает сотен гс. Если магнитное поле оказывается равным Нк только в некоторых точках поверхности сверхпроводника II рода, то в нём возникает Промежуточное состояние (чередование сверхпроводящей и нормальной фаз).

В сверхпроводниках II рода (в основном это сплавы) проникновение магнитного поля начинается с образования вихревых нитей, в сердцевине которых в основном сосредоточено магнитное поле. При этом вещество ещё не теряет сверхпроводящих свойств, и в нём текут токи, частично экранирующие внешнее поле. Соответствующее началу проникновения К. м. п. Нк_,1 меньше термодинамического критического поля Нк для этих веществ. Полное проникновение магнитного поля в сверхпроводник наступает при Нк_,2, которое может быть как меньше, так и больше Нк_. В т. н. жёстких сверхпроводниках, из которых наиболее известны сплавы на основе ниобия, К. м. п. H_k,2>> H_k,1 и достигает сотен тыс. гс. При значениях поля H_k,1 и H_k,2 происходят фазовые переходы II рода. Подробнее см. Сверхпроводимость.

С. В. Иорданский.