Brilla una luz en un superconductor

Tenemos un análogo de materia condensada del mecanismo de Higgs. Coloquialmente, decimos que el bosón de calibre, en este caso, el fotón, "se come" el bosón de Goldstone, en este caso, los plasmones formados a partir de un condensado de pares de Cooper, dando lugar a una nueva cuasipartícula. A diferencia de los fotones, esta cuasipartícula tiene una brecha de energía en la relación de dispersión. Este es el análogo de materia condensada de un bosón vectorial masivo. A diferencia de un fotón, esta cuasipartícula puede tener velocidad cero, por ejemplo.

También es cierto que si la energía del fotón antes de llegar al superconductor es menor que la brecha de energía, este fotón se reflejará. Si la energía inicial es mayor, tenemos una superposición de un componente transmitido y reflejado para la función de onda.

Editar: cuando se trata de cuestiones prácticas, es aún más impresionante: el espejo superconductor fue el ingrediente experimental clave en el experimento de Haroche, Raymond y Brune, consulte, por ejemplo , http://arxiv.org/abs/quant-ph/0612031 y http ://arxiv.org/abs/0707.3880 para las primeras pruebas experimentales del nacimiento y muerte de un fotón dentro de una cavidad hecha con un espejo superconductor. Este experimento ganó el Premio Nobel de 2012, consulte http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2012/ . Sin el coeficiente de reflexión ultraelevado del espejo superconductor (para las radiaciones de microondas), estos experimentos no habrían sido posibles.

En electrodinámica básica se afirma que la luz no puede "entrar" en un metal. Por lo tanto, uno solo piensa en una pieza de metal como condiciones límite para cualquier problema relacionado con la luz. No veo ninguna diferencia con ese enfoque cuando se trata de superconductores. Puede pensar en un superconductor como si fuera un metal ordinario con absolutamente la misma conclusión sobre el reflejo de la luz en su superficie.

Por otro lado, es obvio que algunos átomos o el metal deben interactuar de alguna manera con los campos. Cuando hablamos de electrodinámica de medios continuos, tratamos con escalas que son mucho más grandes que la escala atómica. La declaración sobre la no penetración del campo magnético dentro del superconductor también es válida para escalas grandes, mientras que en realidad ingresa al medio hasta la profundidad alrededor.$10^{-5}$centímetros. En comparación con las escalas interatómicas, esto es bastante grande. Lo mismo vale para "la luz que no entra en el metal".

Cuando se trata de rayos X, no creo que se pueda usar la electrodinámica clásica en absoluto, porque las longitudes de onda comienzan a ser comparables con los tamaños atómicos (1 nm para rayos X blandos y 0,01 para rayos X duros contra 0,05 nm para el radio de Bohr).

Sugiero leer algunos artículos sobre detectores de fotones únicos superconductores, ya que estos funcionan básicamente de una manera relacionada con su pregunta. Las teorías actuales sobre cómo operan van desde;

Modelo de punto caliente: el fotón rompe un par de cobre, los electrones excitados luego rompen los pares de cobre vecinos y conducen a un área de estado normal.

Vortex Assisted: El fotón entrante excita vórtices (o par vórtice-antivórtice) sobre la barrera de energía libre de Gibbs.

Detector de inductancia cinética: similar al modelo de punto caliente pero el cambio en$L_k$es lo que provoca el voltaje medible.

Creo que el deslizamiento de fase es otra posible explicación, pero no lo entiendo lo suficientemente bien como para dar una explicación.