Эффект Джозефсона. Фоминов Я.В - 5 стр.

вый эффект. С другой стороны, конденсат куперовских пар состо-
ит из огромного количества электронов, и в джозефсоновском токе
участвует огромное число электронов, поэтому эффект Джозефсо-
на — одновременно и макроскопический эффект. Он явился очень
важным шагом в понимании природы сверхпроводящего состояния.
Кроме того, он нашёл значительное и растущее число применений
для создания уникальных измерительных приборов.
   Ниже мы пытаемся на основе простых примеров объяснить фи-
зику эффекта Джозефсона и основные явления, связанные с ним.
Различные подходы к описанию эффекта Джозефсона можно найти
также в таких популярных учебниках, как [2, 3, 4, 5]. Мы надеемся,
что читатель, усвоив приведённый ниже материал, сможет продол-
жить разбираться в деталях эффекта Джозефсона, используя эти
учебники, а также более специальную литературу, например [6, 7, 8].

2.   Теория Гинзбурга–Ландау
Существенная часть нашего рассмотрения будет построена на опи-
сании сверхпроводимости в рамках теории Гинзбурга–Ландау. По-
дробное изложение этой теории можно найти, например, в учебни-
ках [2, 3, 4, 5]. Здесь мы напомним основные положения теории
Гинзбурга–Ландау, которые понадобятся нам для обсуждения эф-
фекта Джозефсона.
   Полная теория, описывающая поведение сверхпроводника, до-
вольно сложна. Ситуация, однако, существенно упрощается в обла-
сти температур вблизи точки сверхпроводящего перехода Tc . Здесь
оказывается возможным построить систему относительно простых
уравнений. В общей теории Ландау фазовых переходов второго ро-
да отличие «несимметричной» фазы от «симметричной» описыва-
ется параметром порядка, обращающимся в точке перехода в нуль
(см., например, [9], § 142 и [2], § 45). Для сверхпроводящей фазы есте-
ственным таким параметром является конденсатная волновая функ-
ция (её ещё иногда называют волновой функцией куперовских пар).
   Отправным пунктом теории Гинзбурга–Ландау (ГЛ) является
выражение для свободной энергии сверхпроводника как функцио-
нала от параметра порядка. В соответствии с общими положениями
теории Ландау, оно получается разложением плотности свободной
энергии по степеням малого (вблизи точки перехода) параметра по-
рядка и его производных по координатам. Во избежание излишних

                                  5