1950년 비탈리 긴즈버그와 레프 란다우가 개발한 이 이론은 상전이 근처의 초전도 현상을 설명하는 현상론적 이론입니다. 이 이론은 초전도 전자의 밀도를 나타내기 위해 복소수 질서 매개변수 ε를 도입했습니다. 이 이론은 다음과 같은 현상을 성공적으로 설명합니다. 마이스너 효과 또한 단일 매개변수 [latex]kappa[/latex]를 기반으로 1형 초전도체와 2형 초전도체의 차이를 예측합니다.
긴즈버그-란다우 이론
1950
- Vitaly Ginzburg
- Lev Landau
(설명을 위한 생성된 이미지입니다)
긴즈버그-란다우 이론은 거시적 이론으로, 초전도 현상의 미시적 기원(후에 BCS 이론에서 규명됨)을 설명하지는 않지만 초전도체의 거동을 탁월하게 기술합니다. 이 이론은 란다우의 2차 상전이 일반 이론에 기반합니다. 핵심 아이디어는 시스템의 자유 에너지를 질서 매개변수 ε와 그 기울기의 거듭제곱으로 나타내는 것입니다. 질서 매개변수는 정상 상태에서는 0이고 초전도 상태에서는 0이 아닌 값을 가집니다. 자유 에너지 밀도는 [latex]f = f_n + alpha|Psi|^2 + frac{beta}{2}|Psi|^4 + frac{1}{2m^*}|(-ihbarnabla – e^*mathbf{A})Psi|^2 + frac{|mathbf{B}|^2}{2mu_0}[/latex]로 주어지며, 여기서 [latex]alpha[/latex]와 [latex]beta[/latex]는 현상학적 매개변수이고, [latex]mathbf{A}[/latex]는 자기 벡터 퍼텐셜이며, [latex]e^*[/latex]와 [latex]m^*[/latex]는 초전도 전하 운반체의 유효 전하와 질량이다. 이 자유 에너지를 최소화하면 자기장 Ψ와 초전류의 공간적 변화를 설명하는 긴즈버그-란다우 방정식이 얻어집니다. 이 이론은 두 가지 특징적인 길이 스케일, 즉 Ψ가 크게 변할 수 있는 결맞음 길이 ξ와 런던 침투 깊이 λ를 정의합니다. 이 둘의 비율인 긴즈버그-란다우 매개변수 κ = λ/ξ는 초전도체의 유형을 결정합니다. κ ≤ 1/√2이면 II형 초전도체입니다. 소용돌이 격자에서 부분적인 자기장 침투를 허용하는 두 번째 유형의 초전도체에 대한 이 예측은 이 이론의 주요 성공이었으며, 1957년 아브리코소프에 의해 실험적으로 확인되었습니다.
UNESCO Nomenclature: 2211
고체물리학
유형
이론적 모델
분열
실질적인
용법
널리 사용됨
전구체
- 란다우의 2차 상전이 이론
- 런던 방정식
- 마이스너 효과의 발견
- 열역학과 통계역학
응용 프로그램
- 초전도체의 분류 (1형 vs. 2형)
- 임계 자기장 및 전류 계산
- 2형 초전도체 내 소용돌이 모델링
- 다른 분야(예: 입자 물리학, 우주론)의 상전이에 대한 이론적 틀
특허:
NA
잠재적 혁신 아이디어
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관련 개념: 긴즈버그-란다우 이론, 질서 매개변수, 상전이, 1형 초전도체, 2형 초전도체, 결맞음 길이, 침투 깊이, 아브리코소프 소용돌이, 현상론적 이론, 자유 에너지.
역사적 맥락
긴즈버그-란다우 이론
(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)
