1) Meissner (полное вытеснение), $H<H_{c1}$. Внешнее поле экранируется поверхностными токами; поле в объёме убывает на длине Лондона $\lambda$: $B(x)\sim B_0{e}^{-x/\lambda }$. Макс. плотность тока ограничена депарированным током $J_d$.
2) Начало проникновения, $H\approx H_{c1}$. При превышении локального порога темные точки/поверхность образуют вихри (кванты потока). Возможно отложенное проникновение из‑за барьера Бина‑Ливингстона или геометрического барьера — первые вхождения идут через дефекты.
3) Смешанное состояние, $H_{c1}<H<H_{c2}$. В объём входят одиночные вихри (квазичастицы в ядре радиуса $\sim \xi$), каждый несёт квант потока ${\Phi }_0=h/2e$. Средняя плотность магнитного потока связана с плотностью вихрей $n_v$: $B=n_v{\Phi }_0$. В идеале формируется решётка вихрей; вокруг каждого вихря локальные циркулирующие токи, суммарно дающие магнитизацию.
4) Критическое состояние при наличии закрепления (пиннинг). Из‑за пиннинга поток проникает неравномерно, создаётся градиент $B(x)$ и токи, близкие к критической плотности $J_c$. Из уравнений Максвелла $\nabla \times B={\mu }_{0}J$ в простейшей 1D‑геометрии (пластинка) даёт профиль:
$$\frac{\partial B}{\partial x}=\pm {\mu }_0{J}_c.$$ Поле полного проникновения для пластины полу‑толщины $a$:
$$H_p={\mu }_0{J}_{c}a.$$ До $H_p$ центр ещё свободен от потока; при $H>H_p$ поток достигает центра и магнитизация начинает насыщаться.
5) При увеличении до $H\to H_{c2}$ плотность вихрей возрастает, перекрытие ядер и суперхопроводящее состояние разрушается; при $H\ge H_{c2}$ наступает нормальное состояние.
Последствия для токов и потока:
- Переход Meissner→смешанное: появление локальных вихревых токов и уменьшение намагниченности.
- В присутствии пиннинга — неравновесные токи $J\approx J_c$, нелинейные профили $B(x)$ и гистерезис M(H).
- Движение вихрей даёт диссипацию (внутреннее сопротивление: поток‑flow) и релаксацию токов (флакс‑крипп).
- Барьеры поверхности и геометрические барьеры усиливают гистерезис и задерживают вход/выход потока.
Кратко: при росте внешнего поля последовательность — полное вытеснение ($<H_{c1}$) → зарождение вихрей ($\approx H_{c1}$) → нарастание плотности вихрей и формирование критического (Bean) состояния с градиентами $B(x)$ и токами $J\sim J_c$ → полное проникновение при $H\gtrsim H_p$ → уничтожение сверхпроводимости при $H\ge H_{c2}$.