Hlavná veda

Teória fyziky BCS

Teória fyziky BCS
Teória fyziky BCS

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

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

Teória BCS, vo fyzike, komplexná teória vyvinutá v roku 1957 americkými fyzikmi Johnom Bardeenom, Leonom N. Cooperom a Johnom R. Schriefferom (ich iniciálky s označením BCS) na vysvetlenie správania supravodivých materiálov. Supravodiče náhle strácajú všetok odpor voči toku elektrického prúdu, keď sú ochladené na teplotu blízku absolútnej nule.

Cooper zistil, že elektróny v supravodiči sú zoskupené do párov, ktoré sa teraz nazývajú Cooperove páry, a že pohyby všetkých Cooperových párov v rámci jedného supravodiča sú korelované; tvoria systém, ktorý funguje ako jeden celok. Aplikácia elektrického napätia na supravodič spôsobuje, že sa všetky Cooperove páry pohybujú a vytvárajú prúd. Keď je napätie odpojené, prúd naďalej prúdi donekonečna, pretože páry sa nestretávajú so žiadnym odporom. Aby sa súčasný stav zastavil, všetky Cooperove páry by sa museli zastaviť súčasne, čo je veľmi nepravdepodobný jav. Keď sa supravodič zahreje, jeho Cooperove páry sa rozdeľujú na jednotlivé elektróny a materiál sa stáva normálnym alebo nesporovodivým.

Teória BCS vysvetľuje mnoho ďalších aspektov správania supravodičov. Teória poskytuje prostriedky, pomocou ktorých je možné experimentálne merať energiu potrebnú na oddelenie Cooperových párov na jednotlivé elektróny. Teória BCS tiež vysvetľuje izotopový efekt, pri ktorom sa teplota, pri ktorej sa objaví supravodivosť, zníži, ak sa zavedú ťažšie atómy prvkov tvoriacich materiál.