Cтатьи, принятые к публикации

Обзоры актуальных проблем


Сверхпроводящие квантовые флуктуации в одном измерении

 а, б,  в, б
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация
в Forschungszentrum Karlsruhe, Institute of Nanotechnology, Karlsruhe, Germany

Дается обзор последних достижений в области квазиодномерной сверхпроводимости. Показано, что низкотемпературные свойства сверхпроводящих нанопроволок существенным образом определяются квантовыми флуктуациями. Гладкие (гауссовы) флуктуации фазы сверхпроводящего параметра порядка (также связанные с плазменными модами распространяющимися в проволоке) могут существенно влиять на одноэлектронную плотность состояний в таких проволоках и вызывать шум незатухающего тока в сверхпроводящих нанокольцах. Ряд других интересных явлений, таких как, например, ненулевое сопротивление и дробовой шум напряжения в сверхпроводниках с током вызван негауссовыми флуктуациями параметра порядка - квантовыми проскальзываниями фазы (КПФ). Это явление может быть интерпретировано как туннелирование флаксонов, которые выступают в роли эффективных квантовых "частиц" дуальных куперовским парам. Полная статистика переноса флаксонов нетривиальна и сводится к пуассоновской лишь в низкочастотном пределе. Также показано, что эффекты от КПФ могут быть очень существенны в тонких проводах и кольцах, где проскальзывания фазы остаются несвязанными и определяют непертурбативно длину $L_c$ после которой сверхток подавлен квантовыми флуктуациями. Соответсвенно, в пределе нулевой температуры $T \to 0$ такие нанопроволоки становятся изоляторами при длинах больших $L_c$, в то время как при меньших длинах они по прежнему могут проявлять сверхпроводящие свойства. Продемонстрировано, что нетривиальные явления, связанные с квантовыми флуктуациями параметра порядка , могут быть чувствительны к топологии системы и могут наблюдаться, например, в сверхпроводящих проволоках связанных ёмкостным образом.

Ключевые слова: сверхпроводимость, низкоразмерные системы, квантовые флуктуации, квантовые проскальзывания фазы
DOI: 10.3367/UFNr.2021.04.038962
Цитата: Семенов А Г, Заикин А Д "Сверхпроводящие квантовые флуктуации в одном измерении" УФН, принята к публикации

Поступила: 24 августа 2020, доработана: 5 марта 2021, 7 апреля 2021

English citation: Semenov A G, Zaikin A D “Superconducting quantum fluctuations in one dimensionPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2021.04.038962

© Успехи физических наук, 1918–2021
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение