Vortici quantizzati e quantizzazione del flusso nei superconduttori

In this thesis the phenomenological characteristics of superconductivity are initially analysed. They are due to the formation of Cooper pairs, bonded states of two electrons, which behave like bosons and can therefore occupy the same single particle state, forming a Bose-Einstein condensate. One of the most peculiar characteristics of superconductors, known as the "Meissner effect", consists in expelling the magnetic field from their interior when they are immersed in a region where it is not zero. For type II superconductors, however, it is not completely expelled and the phenomenon of flux quantization occurs. In the second part of the thesis, therefore, quantized vortices and flux quantization for type II superconductors immersed in a magnetic field are examined, on the basis of the Ginzburg-Landau theory. In particular, we analyze how this phenomenon is intrinsically linked to the phase gradient of the wave function which describes the boson pairs.

In questa tesi vengono inizialmente analizzate le caratteristiche fenomenologiche della superconduttività. Esse sono dovute alla formazione di coppie di Cooper, stati legati di due elettroni, che si comportano come bosoni e possono quindi occupare lo stesso stato di singola particella, formando un condensato di Bose-Einstein. Una delle caratteristiche più peculiari dei superconduttori, nota come "effetto Meissner", consiste nell'espellere dal loro interno il campo magnetico quando vengono immersi in una regione in cui esso è non nullo. Per i superconduttori di tipo II, tuttavia, non viene completamente espulso e si verifica il fenomeno della quantizzazione del flusso. Nella seconda parte della tesi vengono perciò trattati i vortici quantizzati e la quantizzazione del flusso per superconduttori di tipo II immersi in un campo magnetico, sulla base della teoria di Ginzburg-Landau. In particolare si analizza come questo fenomeno sia intrinsecamente legato al gradiente della fase della funzione d'onda che descrive le coppie bosoniche.