Метод застывших зеркальных изображений

Метод застывших зеркальных изображений (или метод замороженных изображений) является обобщением метода зеркальных изображений, использующимся в магнитостатике, которое распространяется на сверхпроводники II-го рода с сильным пиннингом [1]. Метод помогает понять и рассчитать силу взаимодействия магнита со сверхпроводником, а также визуализировать и рассчитать распределение магнитного поля, сгенерированного магнитом (или системой магнитов и токов) и током текущим по поверхности сверхпроводника. Отличие от метода зеркальных изображений, который применим к сверхпроводникам I-го рода (полностью выталкивающим магнитное поле, см. эффект Мейснера), состоит в том что идеально жесткий сверхпроводник экранирует изменение внешнего магнитного поля, а не само поле.

Рис. 1. Иллюстрация метода застывших зеркальных изображений для простейшего случая магнитного диполя над плоской бесконечной поверхностью идеально жесткого сверхпроводника

В простейшем случае магнитного диполя над плоской бесконечной поверхностью идеально жесткого сверхпроводника (рис. 1), суммарное магнитное поле от диполя, который был перемещен из исходного положения (при котором сверхпроводник был переведен в сверхпроводящее состояние) до конечного положения, и экранирующих токов на поверхности сверхпроводника, эквивалентен полю трех магнитных диполей: самого магнита (1), его зеркального изображения относительно поверхности сверхпроводника (3), положение которого изменяется в соответствии с положением магнита, и застывшего (вмороженого) изображения (2), зеркального к исходному положению магнита, но с обратным магнитным моментом.

Этот метод хорошо работает для массивных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) [1], которым присущи сильный пининг и высокая плотность критического тока и оказался полезным для расчетов сверхпроводящих магнитных подшипников [2] и накопителей энергии [3], поездов на магнитной подушке (MAGLEV) [2], в космическом кораблестроении,[4][5], а также как простая модель для изучения физики.[6]