Лондонский момент
Момент Лондона (в честь Фрица Лондона ) — это квантово-механическое явление , при котором вращающийся сверхпроводник генерирует магнитное поле которого , ось точно совпадает с осью вращения. [1] Этот термин также может относиться к магнитному моменту любого вращения любого сверхпроводника , вызванному отставанием электронов от вращения объекта, хотя напряженность поля не зависит от плотности носителей заряда в сверхпроводнике.
Гравитационный зонд Б
[ редактировать ]Магнитометр интерполируется определяет ориентацию генерируемого поля, которое для определения оси вращения. Гироскопы этого типа могут быть чрезвычайно точными и стабильными. Например, те, которые использовались в эксперименте Gravity Probe B, измеряли изменения ориентации оси вращения гироскопа с точностью более 0,5 угловых миллисекунд (1,4 × 10 −7 градусов) в течение одного года. [2] Это эквивалентно угловому разделению шириной человеческого волоса, наблюдаемому с расстояния 32 километров (20 миль). [3]
Гироскоп GP-B состоит из почти идеальной сферической вращающейся массы из плавленого кварца , которая обеспечивает диэлектрическую опору для тонкого слоя ниобиевого сверхпроводящего материала. Чтобы устранить трение, свойственное обычным подшипникам, узел ротора центрируется электрическим полем шести электродов. После первоначального раскрутки струей гелия, которая доводит ротор до 4000 об/мин , полированный корпус гироскопа вакуумируется до сверхвысокого вакуума, чтобы еще больше уменьшить сопротивление ротора. При условии, что электроника подвески останется включенной, чрезвычайная симметрия вращения , отсутствие трения и низкое сопротивление позволят угловому моменту ротора поддерживать его вращение в течение примерно 15 000 лет. [4]
Чувствительный магнитометр СКВИДа постоянного тока, способный различать изменения размером всего в один квант , или около 2 × 10. −15 Wb используется для контроля гироскопа. Прецессия или наклон ориентации ротора приводит к смещению магнитного поля момента Лондона относительно корпуса. Движущееся поле проходит через сверхпроводящую петлю, прикрепленную к корпусу, индуцируя небольшой электрический ток. Ток создает напряжение на шунтирующем сопротивлении преобразует в сферические координаты , которое микропроцессор . Система предназначена для минимизации Лоренца крутящего момента на роторе. [5]
Напряженность магнитного поля
[ редактировать ]Напряженность магнитного поля , связанного с вращающимся сверхпроводником, определяется выражением:
где M и Q — масса и заряд сверхпроводящих носителей заряда соответственно. [6] Для случая куперовских пар электронов M = 2 m e и Q = 2 e . Несмотря на то, что электроны существуют в сильно взаимодействующей среде, m e обозначает здесь массу затравленных электронов. [7] (как в вакууме), а не, например, эффективная масса проводящих электронов нормальной фазы.
Этимология
[ редактировать ]Назван в честь учёного-физика Фрица Лондона , а момент — как магнитный момент .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «На пути к новому тесту общей теории относительности». Физорг , дата обращения 10 марта 2011 г.
- ^ Эйнштейн.stanford.edu
- ^ «History.msfc.nasa.gov» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2010 г. Проверено 3 октября 2011 г.
- ^ Эйнштейн.stanford.edu
- ^ Эйнштейн.stanford.edu
- ^ Брэди, РМ (1982). «Поправка к формуле лондонского момента вращающегося сверхпроводника» (PDF) . Журнал физики низких температур . 49 (1): 1–17. Бибкод : 1982JLTP...49....1B . дои : 10.1007/bf00681758 . S2CID 123534732 . Архивировано из оригинала (PDF) 29 апреля 2016 г.
- ^ Тейт, Дж.; и др. (1990). «Определение массы куперовской пары в ниобии». Физический обзор B . 42 (13): 7885–7893. Бибкод : 1990PhRvB..42.7885T . дои : 10.1103/PhysRevB.42.7885 . ПМИД 9994948 .
