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8月22日 中子星中的超导-超流混和体（超导体的新相？！） 2008-08-24 中子星的核心是超导与超流物质的混合体。今年七月PRB上的计算显示这种混合体对磁场的反应与我们早先所理解的超导体对磁场的反应不同：既不是完全抗磁性，亦不使磁场依照正常的方式穿透它。这种对磁场的奇特反应影响着中子星的旋转。 物理学家们证明在中子星的中心，中子可以无阻力地流动。这种超流态可以解释中子星自转速度的突然增加（即所谓脉冲）。少数在中子星中的质子也可以无阻力地运动，由于质子带电，从而形成超导电流。人们预期质子超导与电子超导一样。然而现在的争论点是超导区域如何对中子星内强大的磁场做出反应。它会像第一类超导体一样完全抗拒磁场，还是会像第二类超导体一样允许磁场通过但是由于磁通量量子化而形成涡电流阵列？（通常第一类超导体与第二类超导体的区别是由参数k判定的。k为磁场的穿透深度与超导区域边缘厚度之比（固体物理II）。k<1/√2第一类超导体，反之则为第二类。 ） 华盛顿大学的Mark Alford与Gerald Good 认为：为了回答这个问题，不能单独考量质子超导体，而应当计及质子超导体与中子超流体之间的相互作用。尽管另一个小组一度研究过相互作用对超导体的影响，但他们并没有考虑过两种不同的状态（超流与超导）耦合后的体系行为。 Alford与Good采用类静电力（有源）与类磁力（有旋）作为耦合相互作用，计算了超流-超导混合体的性质。他们改变相互作用的强度，从相吸（<0）到相斥（>0），以观察不同参数（状态）下的体系行为。 与传统超导体相似，这种混合超导体存在I,II两个相，具体存在于哪个相取决于k值的大小。然而他们发现当这种超导体从II相向I相过渡时，会历经一系列新相。当有磁场穿过经典导体时，导体内部会产生涡电流。涡电流可以是一组同心圆，它所包含的磁通量可以是任意值。但是当磁场穿过II类超导体时，由于磁通量子化，每一个涡电流所包含的磁通量必须是hbar，即每个涡电流的尺寸都是固定的，它们紧密地排布成阵列，而不是同心圆的结构。然而在Alford发现的新相中，超导体的涡电流所包含的磁通量是两倍、三倍甚至更高倍的hbar。按照这种模型，超导体从I相往II相过渡的过程中，原本量子化的涡电流会粘结组合在一起，形成更大的涡电流，最后所有的涡电流都汇成一个大圈电流，这个电流圈内的区域有磁场通过，是非超导区，而它外围的部分则完全不存在磁场，是I类超导体。 “Alford与Good的工作说明在I相与II相之间存在一些细小的相。”马塞诸塞大学的Egor Babaev评价道。2005年他与他的同事们在研究混合超导体时也曾经发现过类似的细小的相。与Alford模拟的结果不同，他们发现磁流管（由涡电流包着的部分）并不是融合在一起，而是聚集成团簇状。有意思的Dartmouth College的Gleiser与他的小组用Alford与Good的计算方法模拟超导-超导混合体（Alford模拟的是超导-超流混合体）时得到了类似于Babaev提到的磁流管聚合成团的现象（尚未发表）。Glesier认为他们的模拟证实了Alford关于中间相的结果。 在实验室中创造出超导-超流混合体以验证这种现象在短时间内不可能实现，Babaev说。然而他认为进一步的理论工作将揭示这种新现象与中子新旋转的关系，从而通过天文观测来确定其正确性。 原文：http://focus.aps.org/story/v22/st3 BTW： 1）不知道中子星旋转如何与这种超导-超流混体的性质联系起来。。。。莫非换一种物质就不能转这么快？还是转速的变化规律会不一样？如果是后者莫非转速不是均匀的？额外的力矩哪里来？ 2）从上文看，感觉I类超导体就好比液气分离相一样，而II类超导体就好比液气混合相，如果这样类比是正确的，那么从II到I的相变便是二级相变。而那些中间的过程应该只是临界状态，说它是一个独立的相有点勉强，并且如果是临界状态一定有幂率分布的东西吧。不知道在这个状态中聚合或者融合的杂乱的“磁流管”的大小分布是不是幂率的。。。 3）原文有漂亮的动画哦。 引用通告此日志的引用通告 URL 是： http://lifengphysics.spaces.live.com/blog/cns!5199E46D9E4C2855!557.trak 引用此项的网络日志
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