СПИНОВЫЕ И ОРБИТАЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОТОКИ В ПРОВОДНИКАХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Квант магнитного потока, обусловленный элементарным электрическим током, вызванным движением единственного электрона, является расчетной величиной. Его определил Ф. Лондон на основе предположения, что отдельный электрон может развивать квант кинетического момента ћ. Позднее Л. Купер ввел представление о двухчастичных квантовых системах электронов в проводниках, корреляции между которыми происходят в результате обмена акустическими квантами (фононами). Эти системы получили известность как куперовские пары. Предположение о том, что куперовская пара может развивать не два, а один квант кинетического момента ћ приводит к сокращению расчетной величины кванта магнитного потока в два раза. Дальнейшие измерения, выполненные Б.С. Дивером, У.М. Фэрбэнком, Р. Доллом и М. Небауэром, показали, что минимальный магнитный поток меньше кванта Ф Лондона в два раза. Это послужило основанием для установления этого значения в качестве официальной величины кванта магнитного потока. Цель исследования заключается в переосмыслении указанных обстоятельств и, в частности, определении спинового магнитного потока электрона. Формула классического радиуса электрона не подходит ни для шара, ни для сферы. Поскольку она точно не определена, это дает свободу для допущений при описании спина электрона, в том числе, в виде обращающейся по окружности материальной точки, масса которой равна массе электрона. Это допущение, подкрепленное последующим строгим доказательством, с ним не связанным, позволяет установить, что существуют две величины для кванта магнитного потока: спиновый и орбитальный квант (квант Ф. Лондона).

Об авторах

Игорь Павлович Попов

Курганский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: uralakademia@kurganstalmost.ru
ORCID iD: 0000-0001-8683-0387

к.т.н., доцент кафедры теоретической, экспериментальной физики и компьютерных методов физики

Россия

Список литературы

  1. Pavlov V.D. On the electronic quantum structures of conductors. Physics of Complex Systems. 2025; 6(1):49‒53.
  2. https://www.doi.org/10.33910/2687-153X-2025-6-1-49-53 EDN MDSAWK
  3. Избрехт А.Р. О квантовании магнитного потока. Международный научно-ис-следовательский журнал. 2024;2(140):1–11. https://doi.org/10.23670/IRJ.2024.140.7
  4. Talantsev E.F. Quasi-classical model for real space shape of the Cooper pair probability density. Superconductivity: Fundamental and Applied Research. 2024;(2):57‒65. https://doi.org/10.62539/2949-5644-2024-0-2-57-65
  5. Хайдарова О., Сахеров Д. Сверхпроводи-мость в полупроводниках: перспективы и исследования. Академическая публицистика. 2025;(1-1):11‒13.
  6. Cooper L.N., Bear M.F. The BCM theory of synapse modification at 30: Interaction of theory with experiment. Nature Reviews Neuroscience. 2012;13:798–810. https://doi.org/10.1038/nrn3353
  7. Seeger R.L., Forestier G., Gladii O., Leiviskä M., Auffret S., Joumard I., Rubio-Roy M., Baltz V., Gomez C., Buzdin A.I., Houzet M. Penetration depth of cooper pairs in the irmn antiferromagnet. Physical Review B. 2021;104:054413. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.054413
  8. Daido A., Yanase Y. Rectification and nonlinear hall effect by fluctuating finite-momentum cooper pairs. Physical Review Research. 2024;6:L022009. https://doi.org/10.1103/physrevresearch.6.l022009
  9. Chan A.K., Cubukcu M., Montiel X., Komori S., Vanstone A., Thompson J.E., Perkins G.K., Kinane C.J., Caruana A.J., Boldrin D., Blamire M., Robinson J., Eschrig M., Kurebayashi H., Cohen L.F. Controlling spin pumping into superconducting Nb by proximity-induced spin-triplet cooper pairs. Communications Physics. 2023;6:287. https://doi.org/10.1038/s42005-023-01384-w
  10. Furukawa T., Miyagawa K., Matsumoto M., Sasaki T., Kanoda K. Microscopic evidence for preformed cooper pairs in pressure-tuned organic superconductors near the MOTT transition. Physical Review Research. 2023;5:023165. https://doi.org/10.1103/physrevresearch.5.023165
  11. Ishida K., Matsueda H. Two-step dynamics of photoinduced phonon entanglement generation between remote electron-phonon systems. Journal of the Physical Society of Japan. 2021;90:104714. https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.104714
  12. Liu Y., Han Ya., Yu Ju., Zhang H., Yin Q., Lei H., Hu J., Zhang D. Visualizing electron-phonon and anharmonic phonon–phonon coupling in the kagome ferrimagnet GDMN6SN6. Applied Physics Letters. 2023;122.
  13. https://doi.org/10.1063/5.0152116
  14. Wu Ch., Liu Ch. Effects of phonon bandgap on phonon–phonon scattering in ultrahigh thermal conductivity θ-phase TAN. Chinese Physics B. 2023;32(4):046502. https://doi.org/10.1088/1674-1056/acb201
  15. Попов И.П. Сведение постоянной Планка к классическим фундаментальным константам. Вестник Удмуртского университета. Физика и химия. 2014;3:51–54.
  16. Popov I.P. Seven Singular Points in Quantum Mechanics. Technical Physics. 2024;69:2406–2408. https://doi.org/10.1134/S1063784224700427
  17. Жерновой А.И. Квантование магнитного потока, создаваемого наночастицей магнетита. Научное приборостроение. 2018;28(2):45–48.
  18. Вилков Е.А., Никитов С.А., Бышевский-Конопко О.А., Cафин А.Р., Фомин Л.А., Чигарев С.Г. Частота спин-инжекционного излучения в магнитном переходе с учетом спиновой подвижности электронов. Физика твердого тела. 2020;9:1507–1513.
  19. https://doi.org/10.21883/FTT.2020.09.49778.19H
  20. Дериглазов А.А. Неминимальное спин-полевое взаимодействие классического электрона и квантование спина. Письма в журнал «Физика элементарных частиц и атомного ядра». 2020;17:755.
  21. Мурадян А.Ж., Бадалян Д.А. Спин-зависимое многоканальное туннелирование электрона в квантовой проволоке в продольном магнитном поле. Известия вузов. Физика. 2024;67:5–14.
  22. https://doi.org/10.17223/00213411/67/7/1
  23. Tazhen A.B., Dosbolayev M.K. Measuring the self-generated magnetic field and the velocity of plasma flow in a pulsed plasma accelerator. Recent Contibutions to Physics. 2021;(2):30‒39. https://doi.org/10.26577/10.26577/RCPh.2021.v77.i2.04
  24. Сокол-Кутыловский О.Л. Магнитомодуляционные датчики на основе аморфных ферромагнитных сплавов для измерения слабых магнитных полей. Физические основы при-боростроения. 2022;11(4):45‒48.
  25. https://doi.org/10.25210/jfop-2204-MS
  26. Azar M.El., Bouhlal A., Jellal A. Boosting energy levels in graphene magnetic quantum dots through magnetic flux and inhomogeneous gap. Physica B: Condensed Matter. 2024;685:416005. https://doi.org/10.1016/j.physb.2024.416005
  27. Azar M.El., Bouhlal A., Alhaidari A.D., Jellal A. Effect of magnetic flux on scattering in a graphene magnetic quantum dot. Physica B: Condensed Matter. 2024;675:415610. https://doi.org/10.1016/j.physb.2023.415610
  28. Bryon Ja., Weiss D.K., You X., Sussman S., Croot X., Huang Z., Koch J., Houck A.A. Time-dependent magnetic flux in devices for circuit quantum electrodynamics. Physical Review Applied. 2023;19:034031.
  29. https://doi.org/10.1103/physrevapplied.19.034031
  30. Лебедев В. Решение парадокса спина электрона. Norwegian Journal of Development of the International Science. 2021;58:37–41. https://doi.org/10.24412/3453-9875-2021-58-1-37-41
  31. Кооп И.А., Бедарев Е.В., Отбоев А.В., Шатунов Ю.М. Свободная прецессия спинов как альтернатива методу резонансной деполяризации в будущих электрон-позитронных коллайдерах. Письма в журнал «Физика элементарных частиц и атомного ядра». 2024;21(3):385–392.
  32. Бадалян Д.А., Мурадян А.Ж. Спин-зависимое многоканальное рассеяние электрона в квантовой проволоке с точечным дефектом. Proceedings of the National Academy of Sciences Physics. 2022;59–69. https://doi.org/10.54503/0002-3035-2022-57.1-59
  33. Попов И.П. Магнитные особенности про-водников с различной проводимостью. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2025;1(51):9‒14. http://doi.org/10.57070/2304-4497-2025-1(51)-9-14
  34. Серебрякова А.А., Загуляев Д.В., Шлярова Ю.А., Иванов Ю.Ф., Громов В.Е. Исследование параметров кристаллической решетки, фазового состава и структуры сплава АК5М2 после поверхностного модифицирования титаном и последующего облучения электронным пучком. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2022;1(39): 63–68.
  35. Popov I.P. Combined Vectors and Magnetic Charge. Technical Physics. 2024;69:2397–2405. https://doi.org/10.1134/S1063784224700415
  36. Шляров В.В., Загуляев Д.В., Аксенова К.В. Изменение механических характеристик технически чистого алюминия в условиях воздействия магнитного поля. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2022;2:10–16.
  37. Лосев Г.Л., Ельтищев В.А. Электромагнитные измерения уровня и проводимости цветных металлов. Вестник Пермского университета. Физика. 2020;4:63–68.
  38. https://doi.org/10.17072/1994-3598-2020-4-63-68
  39. Сандалов Е.С., Синицкий С.Л., Аржанников А.В., Павлюченко В.А., Бак П.А., Гинзбург Н.С., Логачев П.В., Мещеряков И.Н., Никифоров Д.А., Песков Н.Ю., Протас Р.В., Рябченко К.К., Ско-вородин Д.И. Магнитная система субгига-ваттного терагерцового лазера на свободных электронах на основе килоамперного пучка релятивистских электронов. Известия вузов. Радиофизика. 2023;66(7-8):538–554.
  40. https://doi.org/10.52452/00213462_2023_66_07_538
  41. Зенин А.А. Параметры пучковой плазмы плазменного источника электронов при инжекции низкоэнергетичных электронов. Сборник избранных статей научной сессии ТУСУР. 2021;1-1:212–215.
  42. Бочков Е.И., Бабич Л.П., Куцык И.М. Зависимость частоты наработки электронов высоких энергий в гелии от модели углового рассеяния электронов. Физика плазмы. 2021;47(10):935–949. https://doi.org/10.31857/S0367292121090018
  43. Поклонский Н.А., Деревяго А.Н., Вырко С.А. Спин-фононный магнитный резонанс электронов проводимости в кристаллах антимонида индия. Журнал прикладной спектроскопии. 2020;87(4):595–604.
  44. Степанян А.Г. Совместное влияние ограничения акустических фононов и спин-орбитального взаимодействия на скорость потерь энергии горячими электронами в нанопроволоке. Proceedings of the National Academy of Sciences Earth science. 2023;87–94.
  45. https://doi.org/10.54503/0321-1339-2023.123.3-4-87
  46. Корнилович А.А., Литвинов В.Г. Спин-орбитальная связь спаренных двумерных электронов и фактор заполнения уровней ландау в режиме дробного квантового эф-фекта Холла. Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2021;77:130–140.
  47. https://doi.org/10.21667/1995-4565-2021-77-130-140
  48. Анисимова Г.П., Долматова О.А., Крылов И.Р., Цыганкова Г.А. Прямые матричные элементы оператора энергии взаимодействия спин-чужая орбита в конфигурациях с p- и h-электронами на внешних оболочках. Журнал прикладной спектроскопии. 2023;90(1):5–12. https://doi.org/10.47612/0514-7506-2023-90-1-5-12
  49. Павлов В.Д. Расчетный минимальный радиус позитрония. Инженерная физика. 2024;2:24–29. https://doi.org/10.25791/infizik.2.2024.
  50. Павлов В.Д. О корректности размера позитрония. Вестник Томского государственного университета. Химия. 2024;33:24‒32. https://doi.org/10.17223/24135542/33/2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Журнал «Вестник Сибирского государственного индустриального университета»

Свидетельство о регистрации: ПИ № ФС77-77872 от 03.03.2020 г.

Журнал имеет международный стандартный номер сериального издания ISSN 2304-4497 (Print) и подписной индекс в каталоге «Урал-Пресс» – 41270

Учредитель:

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Адрес редакции:

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, Центральный район, ул. Кирова, зд. 42, Сибирский государственный индустриальный университет, каб. 483гт, тел. 8-950-270-44-88

Ответственный за выпуски: Запольская Е.М. 

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк, Россия

Исключительные авторские права на статьи принадлежат авторам ©

Обработка персональных данных

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).