Tärkein tiede

BCS-teorian fysiikka

BCS-teorian fysiikka
BCS-teorian fysiikka

Video: Philip Phillips (UIUC) Beyond BCS: An Exact Model for Superconductivity& Mottness@Harvard 02/03/2021 2024, Syyskuu

Video: Philip Phillips (UIUC) Beyond BCS: An Exact Model for Superconductivity& Mottness@Harvard 02/03/2021 2024, Syyskuu
Anonim

BCS-teoria, fysiikassa, amerikkalaisten fyysikkojen John Bardeenin, Leon N. Cooperin ja John R. Schriefferin (heidän sukunimen alkukirjaimet, jotka osoittavat nimityksen BCS) vuonna 1957 kehittämä kattava teoria, joka selittää suprajohtavien materiaalien käyttäytymistä. Suprajohtajat menettävät yhtäkkiä kaiken sähkövirtavirtauksen, kun ne jäähdytetään lämpötilaan, joka on lähellä absoluuttista nollaa.

Cooper oli huomannut, että suprajohtimen elektronit on ryhmitelty pareittain, joita nyt kutsutaan Cooper-pareiksi, ja että kaikkien Cooper-parien liikkeet yhdessä suprajohtimessa ovat korreloituneet; ne muodostavat järjestelmän, joka toimii yhtenä kokonaisuutena. Sähköjännitteen kohdistaminen suprajohteeseen saa kaikki Cooper-parit liikkumaan muodostaen virran. Kun jännite poistetaan, virta jatkaa virtaamattomana, koska pareilla ei ole vastustusta. Jotta virta pysähtyisi, kaikki Cooper-parit olisi keskeytettävä samanaikaisesti, mikä on hyvin epätodennäköistä. Kun suprajohdin lämpenee, sen Cooper-parit jakautuvat yksittäisiksi elektroneiksi ja materiaalista tulee normaalia tai johtamatonta.

BCS-teoria selittää monia muita suprajohteiden käyttäytymisen näkökohtia. Teoria tarjoaa välineen, jolla Cooper-parien erottamiseen yksittäisiin elektroneihin tarvittava energia voidaan mitata kokeellisesti. BCS-teoria selittää myös isotooppiefektin, jossa lämpötila, jossa suprajohtavuus esiintyy, laskee, jos materiaalin muodostavien elementtien raskaammat atomit lisätään.