Superconductor tipo 1.5

Los superconductores de tipo 1.5 son superconductores multicomponente caracterizados por dos o más longitudes de coherencia , al menos una de las cuales es más corta que la longitud de penetración del campo magnético , y al menos una de las cuales es más larga. Esto contrasta con los superconductores de un solo componente, donde solo hay una longitud de coherencia y el superconductor es necesariamente de tipo 1 ( ) o tipo 2 ( ) (a menudo, una longitud de coherencia se define con un factor adicional, con tal definición las desigualdades correspondientes son y ). Cuando se colocan en un campo magnético, los superconductores de tipo 1.5 deberían formar vórtices cuánticos ${\ Displaystyle \ lambda}$ ${\ Displaystyle \ xi}$ ${\ Displaystyle \ xi> \ lambda}$ ${\ Displaystyle \ xi <\ lambda}$ ${\ Displaystyle 2 ^ {1/2}}$ ${\ Displaystyle \ xi> {\ sqrt {2}} \ lambda}$ ${\ Displaystyle \ xi <{\ sqrt {2}} \ lambda}$ : excitaciones portadoras de flujo magnético. Permiten que el campo magnético pase a través de superconductores debido a una circulación similar a un vórtice de partículas superconductoras (pares electrónicos). En los superconductores de tipo 1.5, estos vórtices tienen una interacción repulsiva atractiva de largo alcance y de corto alcance. Como consecuencia, un superconductor de tipo 1.5 en un campo magnético puede formar una separación de fases en dominios con campo magnético expulsado y grupos de vórtices cuánticos que están unidos por fuerzas atractivas entre vórtices. Los dominios del estado de Meissner retienen la superconductividad de dos componentes, mientras que en los grupos de vórtices se suprime uno de los componentes superconductores. Por tanto, dichos materiales deberían permitir la coexistencia de varias propiedades de los superconductores de tipo I y de tipo II.

La idea de 1.5 superconductores introducida por Egor Babaev ^[1] no es universalmente aceptada y criticada por algunos científicos, argumentando que la introducción de dos escalas de longitud separadas dentro del marco estándar GL es insostenible. ^[2]^[3]^[4] Hoy en día no hay evidencia experimental de 1.5 superconductores. Superconductor MgB2 se especula que es 1,5 superconductor, pero más tarde se descubrió que es un superconductor de tipo I . ^[5]

Los superconductores de tipo I expulsan completamente los campos magnéticos externos si la fuerza del campo aplicado es suficientemente baja. Además, la supercorriente puede fluir solo en la superficie de dicho superconductor, pero no en su interior. Este estado se llama estado de Meissner . Sin embargo, a un campo magnético elevado, cuando la energía del campo magnético se vuelve comparable con la energía de condensación superconductora, la superconductividad es destruida por la formación de inclusiones macroscópicamente grandes de fase no superconductora.

Los superconductores de tipo II , además del estado de Meissner , poseen otro estado: un campo magnético aplicado suficientemente fuerte puede producir corrientes en el interior del superconductor debido a la formación de vórtices cuánticos . Los vórtices también transportan flujo magnético a través del interior del superconductor. Estos vórtices cuánticos se repelen entre sí y, por lo tanto, tienden a formar redes o líquidos de vórtices uniformes. ^[6]Formalmente, las soluciones de vórtices también existen en modelos de superconductividad de tipo I, pero la interacción entre vórtices es puramente atractiva, por lo que un sistema de muchos vórtices es inestable frente a un colapso en un estado de un solo dominio normal gigante con supercorriente fluyendo en su superficie. Más importante aún, los vórtices en el superconductor de tipo I son energéticamente desfavorables. Producirlos requeriría la aplicación de un campo magnético más fuerte que el que puede soportar un condensado superconductor. Por lo tanto, un superconductor de tipo I pasa a estados no superconductores en lugar de formar vórtices. En la teoría habitual de Ginzburg-Landau , solo los vórtices cuánticos con interacción puramente repulsiva son energéticamente lo suficientemente baratos como para ser inducidos por un campo magnético aplicado.

Se propuso ^[7] que la dicotomía tipo I / tipo II podría romperse en superconductores multicomponente, que poseen múltiples longitudes de coherencia.

Ejemplos de superconductividad multicomponente son superconductores multibanda diboruro de magnesio y oxipnictidas y superconductores exóticos con apareamiento de Cooper no trivial. Allí, se pueden distinguir dos o más componentes superconductores asociados, por ejemplo, con electrones que pertenecen a diferentes bandas de estructura de bandas . Un ejemplo diferente de sistemas de dos componentes son los estados superconductores proyectados de hidrógeno metálico líquido o deuterio donde se predijeron teóricamente mezclas de electrones superconductores y protones o deuterones superconductores.