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Direct numerical simulations for non-equilibrium superconducting dynamics at the transition edge; Simulation for MgB$$_{2}$$ neutron detectors

超伝導転移での非平衡超伝導に対する直接数値シミュレーション; MgB$$_{2}$$中性子検出器のためのシミュレーション

町田 昌彦 ; 叶野 琢磨*; 小山 富男*; 加藤 勝*; 石田 武和*

Machida, Masahiko; Kano, Takuma*; Koyama, Tomio*; Kato, Masaru*; Ishida, Takekazu*

本論文では、時間発展のギンツブルク・ランダウ方程式、マックスウエル方程式と熱伝導方程式を連立させてMgB$$_{2}$$の超伝導転移エッジにて中性子捕獲の後の非平衡超伝導ダイナミクスに対する大規模数値シミュレーションを行った結果について報告する。シミュレーションは電流バイアスの条件にて行われ、JRR-3にて実施された実験を説明するために実施されたが、得られた検出シグナルは、実験にて得られた観測シグナルとほぼ一致し、シミュレーションの正当性を十分に確認できるものとなった。この結果から、検出器のような極めて早いダイナミクスもシミュレーションにより実現できることが判明し、シミュレーションによる予測システムが十分に構築できることが分かった。

We perform large-scale numerical simulations on the non-equilibrium superconducting dynamics after a neutron capture at the superconducting transition edge in MgB$$_{2}$$ by solving the time-dependent Ginzburg-Landau equation coupled with the Maxwell and the heat diffusion equations. The simulations are carried out under the current-biased condition in order to explain experimental results made in the JAEA reactor JRR-3, and the time scale of the obtained voltage signal is found tobe almost consistent with the experiments. Moreover, the time evolution of the voltage signal is connected with that of the spatial profile of the superconducting order parameter.

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パーセンタイル:48.05

分野:Physics, Applied

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