런던 형제는 맥스웰의 전자기 이론이 단순히 초전도 물리학을 포함하고 있지 않으며 다른 것이 필요하다는 깨달음에서 시작했습니다. 초전도 전류가 자기장과 관련이 있다는 결론이 핵심 요소였습니다. 그들의 방정식을 통해 그들은 Meissner와 Oschenfeld가 발견한 것처럼 자기장이 초전도체에서 제외되지만 자기장은 초전도체의 표면으로 매우 짧은 거리를 관통할 수 있음을 보여주었습니다. 이 거리는 초전도 캐리어의 질량, 전하 및 수와 관련이 있으며 방정식에서 자연스럽게 나타났습니다. 이 거리는 런던 침투 깊이라고 불리며 곧 알려진 모든 초전도체에서 측정된 양이 되었습니다.
그러나 그것은 모두 무엇을 의미합니까?
혁명적인 새로운 방정식을 내놓는 것도 한 가지 일이지만, 그것이 왜 통할까요? 이미 설명한 바와 같이 런던 사람들이 활동하던 당시에는 양자역학의 새로운 이론의 발전으로 인해 전체 이론물리학이 일종의 혁명을 겪고 있었고 런던 형제는 물리학자의 1세대에 속했습니다. 그것에 태어났다. 19세기 물리학의 놀라운 발전을 이끈 많은 오래된 확실성이 이제 의심의 여지가 있습니다. 운동량, 위치, 에너지와 같이 건물 전체를 지은 암석이었던 물리학의 가장 기본적인 개념은 이제 반짝이는 양자 후광을 획득했습니다. 전하를 운반하는 전자가 어디에 있는지 또는 전자가 얼마나 빨리 가는지 정말로 알고 있습니까? 실제로 어떤 진실이 있습니까?
슈뢰딩거는 전자와 같은 물질 입자가 실제로 파동처럼 행동하고 기호 c 가 주어지면 ‘파동함수’라고 불리는 것으로 설명될 수 있음을 보여주었습니다 . 공간의 한 지점과 특정 시간에 고양이 를 보면 파도 위의 배를 보는 것과 비슷합니다. 파도에는 진폭(파도가 지나갈 때 보트가 오르락내리락하는 정도)과 위상(보트가 있는 주기의 지점, 최대 또는 최소 또는 그 사이 어딘가)이 있습니다. 또 다른 이론물리학자 막스 본(Max Born)은 1926년에 특정 장소에서 입자를 발견할 확률은 위상이 아니라 파동의 진폭과 관련이 있다고 제안했습니다. ‘파동 함수의 계수 제곱’, jcj 2 로 제공되지만 진폭에 대한 정보만 전달함). 이것은 파동 함수의 위상이 수행할 역할이 없다고 생각하게 만들 수 있습니다. 그러나 두 개의 파동이 결합될 때 위상이 중요해집니다. 두 개의 슬릿을 통과하는 전자파 사이의 간섭 은 양자역학에 대한 많은 초기 논의의 초점인 ‘두 개의 슬릿 실험’에서 관찰된 유명한 회절 패턴을 생성합니다. 두 파동의 위상이 같으면 건설적으로 결합할 수 있습니다. 두 파동의 위상이 반대이면 파괴적으로 결합됩니다(그림 11 참조).
. Two waves combine (top) with the same phase, resulting in
constructive interference, or (bottom) with opposite phase,
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. Two waves combine (top) with the same phase, resulting in
constructive interference, or (bottom) with opposite phase,
Arnold Sommerfeld의 이론은 양자 역학을 사용했지만 그의 초점은 전자 분포의 확률에 있었습니다. 개별 파동 함수의 위상은 무시되었습니다. 그러나 그것들이 모두 다르고 가능한 모든 간섭 효과가 확실히 상쇄될 것이라고 추론되었기 때문에 그것은 매우 합리적인 것처럼 보였습니다. 이것은 일반적으로 사실이지만 초전도체에서는 파동함수의 위상이 모두 무작위로 상쇄되지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. 모두 동일한 값을 갖기 때문입니다. 초전도체에서 개별 전자 파동 함수의 위상은 모두 함께 잠겨 있습니다. 이러한 잠금은 결합된 파동함수를 매우 안정적으로 만들고 ‘강성’이라는 속성을 제공합니다. 산란 과정은 이 단단하고 구부러지지 않는 성질 때문에 실제로 초전도 파동 함수에 그다지 영향을 미치지 않습니다. 따라서 London은 초전도체의 전자 파동 함수가 고정되고 응답하지 않는 물체로 생각되어야 한다는 것을 깨달았습니다.