Механизм Хиггса в сверхпроводящих структурах

Анотація

Показано, что в равновесных сверхпроводящих структурах с s-волновым типом спаривания однознач-ная часть фазы комплексного параметра порядка (квазисреднего) 〈ψ_↑ψ_↓〉 трансформируется в продольную компоненту векторного потенциала, как и в абелевой модели Хиггса релятивистской теории поля. Рассмотрение базируется на микроскопическом гамильтониане системы в присутствии внешнего статического магнитного поля и бесконечно малых источников куперовских пар. Предусмотрено наличие примесей и несверхпроводящих барьеров, а также учтена квантовая природа индуцированного электромагнитного поля. Квантование последнего осуществляется при условии A₀ = 0 (A₀ — скалярный потенциал), не нарушающем инвариантность относительно калибровочных преобразований, не зависящих от времени. Установлены точные соотношения, определяющие квазисреднее 〈ψ_↑ψ_↓〉. Эти соотношения играют ключевую роль в изложенном в статье новом выводе уравнений среднего поля. На основании полученных результатов предложена новая физическая трактовка эффекта Джозефсона (без «разности фаз») и обсуждаются некоторые следствия.