Сверхпроводники
pre>
суть: если мы берем экспериментальное (для ВТСП) значение какой-то
физической величины A и подставляем его в одну из формул теории
сверхпроводимости биполяронов, то для другой величины (назовем ее B) мы
получаем значение, которое примерно на порядок отличается от
экспериментального. Если мы теперь возьмем другую формулу этой теории,
связывающую B не с A, а, скажем, с величиной C, то мы получим другое
значение B (иными словами, в теории отсутствует "внутреннее согласование"),
причем оно опять же будет далеко от экспериментального. Наиболее наглядно
это проявляется при определении эффективной массы носителей m* по
экспериментальным значениям Tc, с одной стороны, и глубине проникновения
магнитного поля, с другой. Кроме того, условие формирования биполяронов
настолько жесткое (а конкретно - требует такой большой величины m*), что
максимально возможная температура сверхпроводящего перехода (бозе-
конденсации биполяронов) оказывается крайне низкой - в лучшем случае 10-2
К, что, конечно, слишком мало для объяснения высокотемпературной
сверхпроводимости.
Итак, согласно работе [7], бозе-конденсация биполяронов как причина
сверхпроводимости ВТСП исключается. Но авторы [7] пошли дальше. Они
поставили вопрос так: согласуется ли теория бозе-конденсации локальных
электронных пар (какова бы ни была физическая причина их образования) с
экспериментальными данными для ВТСП? Ответ оказался отрицательным: нет, не
согласуется. Дело в том, что один "когерентный объем" в ВТСП включает,
согласно разным оценкам, от 6 до 10 носителей заряда, тогда как теория бозе-
эйнштейновской конденсации локальных пар работает, если расстояние между
парами больше длины когерентности. В противном случае само понятие
локальных пар теряет смысл, так как взаимодействие ("перекрытие" по
терминологии авторов [7]) между электронами разных "пар" сравнимо с
взаимодействием электронов в одной отдельной "паре".
Не выдерживают критики, как утверждается в [7], и попытки привлечь
локальные пары для объяснения псевдощели, наблюдаемой в ВТСП при T>Tc. При
этом сторонники локальных пар полагают, что величина псевдощели,
наблюдаемой в некоторых областях зоны Бриллюэна методом фотоэмиссионной
спектроскопии с угловым разрешением (ARPES), есть не что иное как энергия
распада локальной пары на два электрона (или биполярона на два полярона).
Такая интерпретация полностью противоречит эксперименту, ибо ARPES
свидетельствует о сильной зависимости псевдощели от квазиимпульса. Но если
бы псевдощель появлялась из-за распада локальных пар, то ее величина
(равная энергии связи электронов в одной паре) не зависела бы от импульса.
Более того, сейчас уже можно считать доказанным наличие в ВТСП четко
определенной поверхности Ферми (на которой и образуется псевдощель), а
локальные пары, будучи бозонами, не имеют поверхности Ферми.
Следует отметить, что статья [7] написана в исключительно "живом" стиле,
более характерном для популярного журнала, нежели для "сухих" Physical
Review Letters. Процитируем ее заключительный абзац, стараясь при переводе
быть по возможности ближе к оригиналу: "В этом сообщении мы позаботились о
том, чтобы раз и навсегда показать, что сценарий биполяронной
сверхпроводимости ВТСП не удовлетворяет экспериментальным ограничениям и
является теоретически противоречивым. Хотя бозе-эйнштейновская конденсация
сильно связанных электронных пар в принципе возможна, в отношении ВТСП
экспериментальные ограничения таковы, что этот сценарий не реализуется. Что
касается вопроса о том, могут ли биполяроны играть роль в формировании
бозонных квазичастиц и их конденсации, мы исключаем такую возможность. Как
однажды заметил Aldous Huxley, трагедия прекрасных теорий заключается в
том, что они часто разрушаются безобразными фактами. К этому стоит
добавить, что трагедия не столь прекрасных теорий состоит в том, что они
даже не могут быть разрушены: подобно персонажам мультипликационных
фильмов, они продолжают наслаждаться своим прелестным существованием, пока
не кончится пленка."
Ответ А.Александрова не заставил себя долго ждать (к сожалению, к нему не
смог присоединиться недавно ушедший из жизни Н.Мотт). Буквально в день
выхода в свет номера Physical Review Letters со статьей [7] А.Александров
поместил "comment" к ней в лос-аламосовском банке электронных препринтов
[8]. Он утверждал, что возражения авторов [7] против биполяронной
сверхпроводимости ВТСП "есть результат неправильного приближения для
энергетического спектра биполяронов и неправильного применения теории
биполяронов".
Используя развитую им недавно двухзонную модель, А.Александров получил
формулу для Tc, которая свободна от подгоночных параметров и включает в
себя, кроме фундаментальных констант, концентрацию носителей n и глубины
проникновения магнитного поля l ab и l c вдоль взаимно перпендикулярных
кристаллографических направлений. При подстановке в эту формулу
экспериментальных (для Y-123) значений n, l ab и l c получается Tc » 100 K,
что говорит о самосогласованности биполяронного подхода и свидетельствует,
по мнению А.Александрова, о том, что ВТСП находятся в режиме бозе-
эйнштейновской конденсации.
А.Александров также подчеркнул, что он с Н.Моттом неоднократно отмечали,
что биполяроны малого радиуса в медно-оксидных купратах представляют собой
не “onsite”, а ”intersite” образования. Это является следствием
неэкранированного электрон-фононного взаимодействия и очень существенно,
поскольку именно для “onsite“ биполяронов авторы [7] дают оценку
эффективной массы биполярона, завышенную на два порядка по сравнению с
экспериментом.
Кроме того, А.Александров отметил, что длина когерентности в заряженном
бозе-газе, о которой идет речь в [7], не имеет ничего общего с размером
бозона. Она, в частности, может быть такой же большой, как и в БКШ-
сверхпроводнике. Следовательно, при
| |  скачать работу |
Сверхпроводники | 
