# Японские физики рассчитали длины когерентности и проникновения в сверхпроводниках из первых принципов

- Опубликовано: 2026-11-09 03:36 UTC
- Раздел: Наука › Физика
- Теги: расчёт длины когерентности, лондоновская глубина проникновения, сверхпроводимость из первых принципов, куперовские пары конечного импульса, график Уэмуры, H3S под давлением, сверхпроводники первого и второго рода, ток распаривания
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-4556716240deadfe7de08af9_yaponskie_fiziki_rasschitali/

**Метод на основе SCDFT даёт Tc, длину когерентности и лондоновскую глубину проникновения в одной схеме без экспериментальных входных данных; проверен на восьми известных сверхпроводниках.**

![Japanese team computes superconductor coherence and penetration lengths from first principles](https://realtech.media/media/2026/11/85cdb4290d8745b8.webp)
*xenospectrum*

Группа из Национального университета Ёкогамы, Столичного университета Токио, Вюрцбургского университета и Токийского университета разработала первопринципный метод расчёта длины когерентности ξ0 и лондоновской глубины проникновения магнитного поля λL в сверхпроводниках, сообщает Physical Review Letters [1]. Метод основан на сверхпроводящей теории функционала плотности (SCDFT) и согласованно определяет ξ0, λL и температуру перехода Tc без параметров, подгоняемых под эксперимент [1]. Авторы проверили его на восьми известных сверхпроводниках. Это расчётный метод, сверенный с имеющимися данными, а не новый материал или устройство.

## Как получают длины

Обычная SCDFT предполагает однородное распределение куперовских пар по кристаллу, из-за чего длины трудно получить напрямую. Авторы задают парам конечный импульс центра масс Q и рассчитывают сверхпроводящую щель Δ(Q) и плотность сверхтока J(Q) как функции температуры и Q [1]. Длина когерентности следует из того, как щель убывает с ростом Q, по соотношениям Гинзбурга — Ландау, строго справедливым вблизи Tc. Глубину проникновения находят либо по начальному наклону J(Q), либо по току распаривания в максимуме J(Q) вместе с ξ0. Эти длины достигают 100–1000 постоянных решётки, поэтому пришлось выбирать импульсы менее 0,1% вектора обратной решётки.

## Сравнение с экспериментом

В тестовый набор вошли Al, Nb, Sn, In, Ta, Pb, V3Si и H3S при около 200 ГПа. Метод воспроизвёл классификацию первого и второго рода для всех материалов [1]. Для ниобия расчётная Tc равна 8,09 К при измеренных 9,50 К; ξ0 — 34 нм при 39±1 нм; λL — 34–40 нм при 27–39 нм в цитируемых экспериментах. Для H3S авторы получили Tc 181 К (эксперимент: 184 К), ξ0 3,0 нм и λL 19–22 нм, не учитывая ангармонизм решётки. Наибольшее расхождение у алюминия: ξ0 636 нм против измеренных 1600 нм, Tc 1,61 К против 1,140 К.

По этим длинам авторы целиком из первых принципов построили график Уэмуры. Он показывает, что системы с более высокой Tc сочетают сильное спаривание с большой фазовой жёсткостью [1]. Расчётная плотность тока распаривания ниобия, 19×10^7 А/см², примерно в 25 раз выше измеренной плотности критического тока 0,75×10^7 А/см². Пока метод применим лишь к традиционным сверхпроводникам с фононным механизмом спаривания.

## Источники

1. [Physical Review Letters](https://doi.org/10.1103/lrhl-j9bt)
2. [xenospectrum](https://xenospectrum.com/first-principles-superconductor-lengths-computation)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-4556716240deadfe7de08af9_yaponskie_fiziki_rasschitali/