Self-organizing criticality state in the Josephson array
Abstract
The avalanches of magnetic flux were found in the Josephson arrays (J-arrays) consisting of superconductor - isolator - superconductor (SIS) transitions at the magnetization of SIS-array if T < ~5 К. Avalanches have stochastic character and arise, when the penetration depth of a magnetic field in a lattice (λ) is compared to the edge length of a J-lattice (a) at decrease of temperature. Statistical properties of such avalanches are presented. Distribution of avalanches on their size has a power law behavior with a negative nonintegral exponent of the order of unit that indicates the achievement of the state of self-organized criticality (SOC). J-arrays with the «bad» metal transitions (SNS) do not find out the SOC.
About the Authors
E. V. Matizen
Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН
Russian Federation
Russian Federation
V. G. Martynets
Институт неорганической химии
им. А.В. Николаева СО РАН
Russian Federation
Russian Federation
P. P. Bezverkhy
Russian Federation
References
1. Bak P., Tang C., and Wisenfeld K. Self-organized criticality: An explanation of the 1/f noise // Phys. Rev. Lett. 1987. V.59. P.381 - 384.
2. Laherrere E., Sornette D. Stretched exponential distribution in nature and economy: "Fat Tails" with characteristic scale // Eur. Phys. B. 1998. V.2, № 4. P. 525 - 539.
3. Frigg R. Self-organised criticality - what it is and what it isn't // Stud. Hist. Phil. Sci. 2003. V. 34. Р. 613 - 624.
4. Wiesenfeld K., Linder J. Magnetic avalanches: Josephson, Bean, and Bak // Physica A. 2004. V.340. P. 617 - 624.
5. Гинзбург С.Л., Савицкая Н.Е. Лавины магнитного потока и самоорганизованная критичность в дискретных сверхпроводниках. Гатчина, Издательство ПИЯФ, 2007. 159 с.; Гинзбург С.Л., Накин А.В., Савицкая Н.Е. Лавинообразная динамика магнитного потока в двумерном дискретном сверхпроводнике// ЖЭТФ. 2006. Т.130. С.862 - 872.
6. Ишикаев С.М., Матизен Э.В., Рязанов В.В., Веретенников А.В., Обознов В.А. Магнитные свойства двумерных джозефсоновских сеток. Самоорганизованная критичность в динамике магнитного потока// Письма в ЖЭТФ. 2000. Т.72, вып. 1. С. 39 - 44; Ishikaev S.M., Matizen E.V., Ryazanov V.V., et. al. Magnetic properties of two-dimensional Josephson arrays: Self-organized criticality in magnetic flux dynamics, // JETP Lett. 2000. V.72. P. 26 - 29, (in English).
7. Ишикаев С.М., Матизен Э.В., Рязанов В.В., Веретенников А.В., Обознов В.А. Магнитные свойства двумерных джозефсоновских сеток c SNS- переходами // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т.76, № 3. С.194-198; Ishikaev S.M., Matizen E.V., Ryazanov V.V., et. al. Magnetic properties of two-dimensional SNS-type Josephson junction arrays // JETP Lett. 2002. V.76, № 3. P. 160 - 164.
8. Ishikaev S.M., Matizen E.V., Ryazanov V.V., Oboznov V.A. Magnetic properties of square Josephson arrays with SIS and SNS junctions // Physica C. 2003. № 388-389. P. 583 - 584.
9. Матизен Э.В., Ишикаев С.М., Обознов В.А. Магнитный момент квадратных джозефсоновских SIS-решёток// ЖЭТФ. 2004. Т.126, № 5 (11). P.1221 - 1231; Matizen E.V., Ishikaev S.M, Oboznov V.A. Magnetic moment of square SIS Josephson arrays: Self-organized Criticality // JETP, 2004. V.126, № 5, P. 1065 - 1073. (in English).
10. Matizen E.V., Ishikaev S.M. Universal phenomenon of self-organized criticality in magnetic flux dynamics // Journal of Molecular Liquids. 2005. V.120. P.39 - 42.
11. Gutenberg B., Richter C.F. Magnitudes and energy of earthquakes // Annali di Geofisica. 1956. V.9. P.115.
12. Гинзбург С.Л. Самоорганизация критического состояния в гранулированных сверхпроводниках и решётках джозефсоновских контактах // ЖЭТФ. 1994. Т. 106. С. 607 - 626.
Review
For citations:
Matizen E.V., Martynets V.G., Bezverkhy P.P. Self-organizing criticality state in the Josephson array. The Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science. 2009;(3):137-145. (In Russ.)
Views:
289
Email this article 
