微視的理論に基づいた超伝導電流に働くローレンツ力の効果の検証

基于微观理论验证洛伦兹力作用于超导电流的效应

• 批准号: 18J13241
• 负责人: 河野 航
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J13241/
• 关键词: 超伝導; 渦糸; ホール効果; 表面; 超伝導・超流動; ボーズ・アインシュタイン凝縮

本研究は、超伝導電流に働くローレンツ力の効果を微視的な観点から明らかにすることを目的としている。しかしながら、超伝導電流には、（１）磁気的なローレンツ力の他、（２）超伝導オーダーパラメータの勾配に由来する力（PPG力）、（３）状態密度のエネルギー依存性に由来する力（SDOS圧力）が働くことが理論的に示されている。これらの力は、磁場中の熱平衡超伝導電流に対して働くことで、渦糸帯電効果をもたらす。我々は、特にローレンツ力の寄与に着目して研究を行い、ローレンツ力の寄与が支配的であると期待されていた上部臨界磁場近傍に着目して研究を行ってきた。しかし近年、寄与が小さいと考えていたPPG力による寄与が、渦糸帯電効果に対して高磁場領域でも効くことが明らかになった。一方で、1971年にMorrisとBrownによって測定された熱平衡超伝導電流におけるホール電圧は、ローレンツ力のみを含んだ微視的理論によって再現することができ、PPG力やSDOS圧力はこの量に寄与しないことが分かっている。我々は、微視的理論を用いて、熱平衡ホール係数にPPG力やSDOS圧力が効かない原因を考察した。s波超伝導体における熱平衡ホール係数を解析的に導出したところ、（１）PPG力によるホール係数がローレンツ力と等しくなるということ、（２）SDOS圧力によるホール係数が臨界温度にかけて発散することが理論的に明らかになった。我々の計算はいくつかの先行研究の結果を再現しており、計算結果としては信頼できると言えるが、依然としてMorrisとBrownによる実験事実と矛盾している。この両者の矛盾については、長きにわたって議論されているものの、微視的には明らかになっていない。我々は現在、Bogoliubov-de-Genne方程式により数値的にホール電圧を解析することによって、理論・実験間の矛盾を解消しようと試みている。

This study は, super 伝 conductive flow に 働 く ロ ー レ ン ツ force の unseen fruit を micro visual な 観 point か ら Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. し か し な が ら, super 伝 conductive flow に は, (1) magnetic 気 な ロ ー レ ン ツ の he, (2) the 伝 guide オ ー ダ ー パ ラ メ ー タ の hook with に origin す る force (PPG), (3) the state density の エ ネ ル ギ ー dependency に origin す る force (SDOS pressure) が 働 く こ と に が theory in さ れ て い る. <s:1> れら nuclear force <e:1>, <s:1> thermal equilibrium in magnetic field, 伝 conductive current に against <s:1> て く とで とで とで とで とで とで, the effect of eddy current を たらす たらす. I 々 は, に ロ ー レ ン の send ツ force and に mesh し て research を い, ロ ー レ ン ツ force の mails and が dominate で あ る と expect さ れ て い た upper critical magnetic field near alongside に with mesh し を line っ て research て き た. し か し mail in recent years, with small が さ い と exam え て い た PPG force に よ る send が, vortex si 帯 electric unseen fruit に し seaborne て high magnetic field で も unseen く こ と が Ming ら か に な っ た. Side で, 1971 に Morris と Brown に よ っ て determination さ れ た heat balance super conducting flow 伝 に お け る ホ ー ル electric 圧 は, ロ ー レ ン ツ force の み を containing ん だ the theory of micro visual に よ っ て reappearance す る こ と が で き, PPG や SDOS pressure は こ の に send with し な い こ と が points か っ て い る. I 々 は, the theory of micro visual を い て, heat balance ホ ー ル coefficient に PPG force や SDOS pressure が unseen か な い reasons を tour し た. S waves super conductor 伝 に お け る heat balance ホ ー ル coefficient を parsing に export し た と こ ろ, (1) the PPG force に よ る ホ ー ル coefficient が ロ ー レ ン ツ force と し く な る と い う こ と, (2) the SDOS pressure に よ る ホ ー ル coefficient が critical temperature に か け て 発 scattered す る こ と が theory に Ming ら か に な っ た. I 々 の computing は い く つ か の first findings の を reappearance し て お り, calculation results と し て は letter 頼 で き る と said え る が, still と し て Morris と Brown に よ る be 験 things be と contradiction し て い る. こ の struck is の contradiction に つ い て は, long き に わ た っ て comment さ れ て い る も の の, micro visual に は Ming ら か に な っ て い な い. Now I 々 は, Bogoliubov - DE - Genne equation に よ り of the numerical に ホ ー ル electric 圧 を parsing す る こ と に よ っ て, theory be 験 の contradiction between を null し よ う と try み て い る.

项目成果

電子―フォノン相互作用による超伝導を記述する変分波動関数

描述电子-声子相互作用引起的超导性的变分波函数

• 发表时间: 2018
• 作者: 河野航;北孝文
• 通讯作者: 北孝文

Variational Approach to Many-Body Problems Incorporating Many-Body Effects at Finite Temperature

有限温度下结合多体效应的多体问题的变分方法

• DOI: 10.7566/jpsj.88.064005
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Kirikoshi Akimitsu;Kohno Wataru;Kita Takafumi
• 通讯作者: Kita Takafumi

Number-Phase Fluctuations in Isolated Superconductors

孤立超导体中的数相涨落

• DOI: 10.7566/jpsj.87.104703
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Si Xiaotian;Kohno Wataru;Kita Takafumi
• 通讯作者: Kita Takafumi

Variational Wave Function for Inhomogeneous Bose-Einstein Condensate with 3/2-Body Correlations

具有 3/2 体相关性的非均匀玻色-爱因斯坦凝聚体的变分波函数

• DOI: 10.7566/jpsj.87.124004
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Kohno Wataru;Kirikoshi Akimitsu;Kita Takafumi
• 通讯作者: Kita Takafumi

BEC における凝縮体・非凝縮体間の多体相関による巨視的コヒーレンス

BEC 中凝聚体和非凝聚体之间的多体相关性导致的宏观相干性

• 发表时间: 2019
• 作者: Shota Amekawa;Kenji Kashiwagi;Masako Hori;Tomomi Sone;Hirokazu Kato;Tomoyo Okumura;Tsai-Luen Yu;Chuan-Chou Shen;Akihiro Kano;河野航
• 通讯作者: 河野航