|
|
Ет.см"гК~'
Динамическая масштабная инвариантность. Гипотеза масштабной инвариантности была распространена на кинетич. явления (д и н а м и ч. с к е и л и н г). Предполагается, что вблизи критич. точки кромо характерного размера гс существует также характерный временной масштаб тс ≈ время релаксации критич. флуктуации, растущее ло мерс приближения к точке перехода. На масштабах ∙≈гс имеем: тс^г£/1>т где D ≈ ки-
иетич, характеристика, имеющая разл. смысл для фа-
уовых переходов ра:шой природы. Для критич. точки жидкость ≈ газ D ≈ коэф. температуропроводности, в растворах D ≈ коэф. взаимной диффузии и т. д. Для всех жидкостей и растворов D определяется ф-доп Стокса ≈ Эйнштейна: D^kT/tim}rc, где Г| ≈ коэф. сдвиговой вязкости. Отсюда видно, что в критич. точке (при г^-^сс) £>-»-0, а v-> оо.
Рис. 8. Коэффициент теплопроводности К аргона в окрестности критической точки на изоОарах нан функция температуры: / ≈ 4,982 МПа, // ≈ 5,247 МПа.
С уменьшением коэф. D и ростом тс связаны аномальное сужение линии мол. рассеяния света и аномальное поглощение звука вблизи критич. точек жидкостей и растворов. Изменение теми-ры в звуковой волне приводит к отклонению ф-ции распределения флуктуации от е╦ равновесного значения. Релаксация ф-ции распределения к равновесному значению происходит по диффузионному механизму, т. е. является диссипатив-ным процессом. При частоте звука, сравнимой с обратным временем релаксации TC , звук практически полностью затухает, пройдя расстояние, равное всего нескольким длинам волн.
Др. эксперим. фактами, к-рые объяснил динамич. скейлинг, являются расходимости коэф. теплопроводности К п сдвиговой вязкости rj в критич. точках жидкостей (рис. 8):
Показатели ср и [1 связаны универсальным соотношением
Ф=7≈v≈Ц-
Метод ренормализац. группы приводит к следующему
результату, к-рый согласуется с экспериментом: сдвиговая вязкость имеет слабую расходимость (и.«0,04), теплопроводность ≈ сильную (<р^0,6).
Лит.; Ландау Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Статистическая физика, 3 над,, ч. 1, М., 1976; Фишер М., Природа критического состояния, пер. с англ., М., 1968: Наташинский А. 3., Покровский В. Л., Флуктуационная теории фазовых переходов, 2 изд., М,, 1982; Ма Ш,, Современная теория критических яил^ний, пер. с англ., М., 11)80; Анисимов М. А., Критические пиления в жидкостях и жидких кристаллах, М,, 19К7.
М, А. Анисимов^ В. Л. Покровский,
КРИТИЧЕСКИЙ ТОК в сверхпроводниках ≈ макс, величина постоянного электрич. тока, к-рый может протекать через сверхпроводник без диссипации энергии. Если ток превосходит критич. значение, то иещество сверхпроводника переходит полностью или частично в нормальное (несверхпроводящее) состояние и в образце возникает диссипация энергии, приводящая к его нагреву.
В массивном сверхпроводнике 1-го рода К. т. Ас ≈ это такой ток, к-рый созда╦т на поверхности образца критическое магнитное поле Яс. В цилиндрич. сверхпроводнике, напр., 1^≈(l/z)cRhc, где R ≈ радиус цилиндра. При токе />/с сверхироводник 1-го рода переходит в промежуточное состояние, характеризующееся
чередованием нормальных и сверхпроводящих областей (доменной структурой).
В сверхпроводнике 2-го рода значение К. т. определяется возникновением в образце вихрей (несверх-проводящих тшхревых нитей, при образовании к-рых сверхпроводник переходит в т. п. смешанное состояние). Вихревые нити начинают возникать при токе, создающем на границе образца критич. магн, поле ЯС1. «Сердцевину» каждой вихревой нити образует квант магн. потока, в силу чего на вихри действует Лоренца сила со стороны протекающего тока, однако в реальных образцах вихревые нити закреплены па дефектах кристаллич. реш╦тки и вблизи границ образца, так что при достаточно малом токе они находятся в равновесии (п и н н и п г вихревых н к т е и). При увеличении тока сила Лоренца возрастает и при токет превышающем критич. значение (К. т. шшпннта), происходит срыв вихревых нитей. (При токе, равном критическому, осуществляется т. н. критич. состояние пиннинга.) Вихревые нити приходят в движение, в результате чего за сч╦т индукционного механизма в образце генерируется электрич, поле и возникает диссипация энергии (р с з и с т и в и о е состояние сверхпроводника). Вещество образца при атом в осн. сохраняет сверхпроводящие свойства (сверхпроводимость подавлена только в сердцевине вихревых нитей).
Различают мягкие и ж╦сткие сверхпроводники 2-го рода. В мягких сверхпроводниках сила закрепления вихревых нитей мала и К. т. практически ранен току, при к-ром на поверхности созда╦тся критич. магн. поле HCI- & ж╦стких сверхпроводниках сила закрепления вихревых нитей велика, значение К. т. определяется срывом вихревых нитей и может быть весьма значительным. Макс. К. т. обладают т. н. композитные сверхпроводники, в к-рых благодаря особой технологии созда╦тся микроструктура, максимально препятствующая движению вихревых нитей. В таких сверхпроводниках плотность К. т. может достигать 105≈ 10е А/см2. Ж╦сткие сверхпроводники находят широкое применение для изготовления сильных сверхпроводя-щих магнитов.
В топких сверхпроводниках с поперечными размерами, меньшими глубины проникновения маги, поля, разрушение сверхпроводимости и возникновение диссипации происходят за сч╦т увеличения скорости сверх-проводящих электронов (купсровских пар) при увеличении тока, К. т, является током разрушения купе-ровских пар (см. Купера эффект). Магн. поле К. т. в тонких образцах мало, вещество сверхпроводника может перейти в нормальное состояние либо полностью, либо частично (р е з и с т и в н о е состояние).
Понятие «К. т.» встречается также в Джозефсона
эффекте.
Лит.: С а н - JK а м Д., С и р м а Г., Т о м а с Е., Сверхпроводимость второго родя, игр. с англ., М,, 1970; К емп-б е л л Л., И в е т с Д ж., Критические токи в сверхпроводниках, nepk с англ., М., 1975; Минц Р. Г., Рахманов А, Л., Неустойчивости в сверхпроводниках, М., 19&4.
Я. Б. Копним.
КРИТИЧЕСКОЕ МАГНИТНОЕ ПОДЕ в сверхпроводниках ≈ характерное значение напряж╦нности пост, магн. ноля, превышение к-рого вызывает проникновение магн. поля с поверхности в глубь сверхпроводника на расстояния L, л рев мигающие глубину проникновения магн. поля А, (см. Мепснера эффект). К. м. п. зависит от темп-ры Т и свойств материала сверхпроводника.
В сверхпроводниках 1-го рода проникновение поля происходит в результате фазового перехода 1-го рода, а К. м. п. HC ≈ это такая напряж╦нность магн. поля, при к-рой плотность маги, энергии равна разности плотностей свободных энергий Fn≈Fs в нормальном (несверхпроводящем, Fn) и в сверхпроводящем (Fs)
состояниях: H^/&^.≈Fn,≈Fs (т. н, термодинамическое К. м. п.).
Ш
О
и
UJ
Т
г
527
