Колебания изолированного вихря Абрикосова в жестких сверхпроводниках II рода

Анотація

В последнее десятилетие с помощью экспериментальной техники в объемных сверхпроводниках проведена регистрация и манипулирование отдельными вихревыми линиями. Электродинамический отклик запиннингованных вихрей в высокочастотном диапазоне позволил изучать особенности их поведения. Проведен анализ современного состояния проблемы колебаний изолированных вихрей Абрикосова в сверхпроводниках II рода. Проанализированы решения уравнений, описывающих собственные и вынужденные колебания изолированной упругой вихревой нити при учете различных сил, влияющих на ее движение: Лоренца, пиннинга, упругости и вязкости. В уравнениях учтены инерционные свойства вихря, обусловленные различными механизмами массивности. Обсуждается природа и величина эффективной массы вихря, обусловленная некоторыми из них. В спектре собственных колебаний роль каждой силы и инерционности вихревой нити детально проанализированы. В моде De Gennes–Matricon (порядка мегагерца) с параболическим законом дисперсии при учете силы пиннинга возникает активационный порог. Учет в уравнении движения эффективной массы вихря приводит к возникновению в спектре колебаний высоко-частотной моды (порядка терагерца), которая также имеет активационный характер. Для двух распространенных сверхпроводников (NbTi и анизотропного YBaCuO материала) приведены оценки характерных час-тот для этих мод. Представлены особенности резонансного поведения упругой массивной вихревой линии, возникающие под действием внешней вынуждающей однородной и затухающей вглубь образца гармонической силы, с учетом всех перечисленных выше сил. Проанализированы частотная и температурная зависимости поглощения энергии вихревой нитью. Максимум поглощения в низкочастотной ветви соответствует пороговой частоте, а в высокочастотной — циклотронной частоте вихря. Рассмотрены эксперименты по манипуляции одиночными вихрями и результаты моделирования динамики вихря.