Нелинейная электродинамика вихревой материи в жестких сверхпроводниках (Обзор)

Abstract

Обсуждаются нетривиальные электродинамические свойства вихревой материи в жестких сверхпроводниках, обусловленные специфической нелинейностью материальных уравнений. Сюда относятся коллапс транспортного тока и статической намагниченности сверхпроводников под действием внешнего ортогонального переменного магнитного поля, возникновение скачков во временной зависимости электрического поля на границе образца за счет нелинейного взаимодействия волн с разными частотами, специфическое поэтапное проникновение электромагнитного поля в анизотропные сверхпроводники. Рассмотрены также нелокальные эффекты, приводящие к существенной модификации нелинейных явлений. Специальное внимание уделено обсуждению уникального явления макротурбулентной неустойчивости в жестких сверхпроводниках, связанного с анизотропным течением абрикосовских вихрей. Большинство представленных результатов базируется на оригинальных экспериментальных и теоретических исследованиях, выполненных при участии авторов настоящего обзора.

Обговорено нетривіальні електродинамічні властивості вихорової матерії у твердих надпровідниках, які обумовлені специфічною нелінійністю матеріальних рівнянь. Сюди відносяться колапс транспортного струму та статичної намагніченості надпровідників під дією зовнішнього ортогонального змінного магнітного поля, виникнення стрибків у тимчасовій залежності електричного поля на границі зразка за рахунок нелінійної взаємодії хвиль із різними частотами, специфічне поетапне проникнення електромагнітного поля в анізотропні надпровідники. Розглянуто також нелокальні ефекти, що призводять до істотної модифікації нелінійних явищ. Спеціальну увагу приділено обговоренню унікального явища макротурбулентної нестійкості у твердих надпровідниках, яке пов'язано з анізотропним плином абрикосовських вихорів. Більшість результатів, які наведено, базуються на оригінальних експериментальних та теоретичних дослідженнях, які виконано за участю авторів дійсного огляду.

We discuss nontrivial properties of the vortex matter in hard superconductors caused by a specific nonlinearity of the material equations. The collapse of the transport current and static magnetization of superconductors under the action of an external orthogonal ac magnetic field, appearance of jumps in a temporal dependence of the electric field at a sample surface due to the nonlinear interaction of electromagnetic waves with different frequencies, a specific stepwise penetration of the electromagnetic field into anisotropic superconductors are considered in this review. Nonlocal effects resulting in essential modification of the nonlinear phenomena are also a subject of the review. We paid a special attention to a unique phenomenon of the macroturbulent instability in hard superconductors, related to an anisotropic flow of the Abrikosov vortices. The majority of results reviewed are based on original experimental and theoretical studies performed with the participation of the authors.