Põhiline teadus

BCS teooria füüsika

BCS teooria füüsika
BCS teooria füüsika
Anonim

BCS-i teooria füüsikas on Ameerika füüsikute John Bardeeni, Leon N. Cooperi ja John R. Schriefferi (nende perekonnanime initsiaalid tähisega BCS tähistava perekonnanime initsiaalid) poolt 1957. aastal välja töötatud terviklik teooria, mis selgitab ülijuhtivate materjalide käitumist. Ülijuhid kaotavad järsult kogu takistuse elektrivoolu voolu suhtes, kui need jahutatakse absoluutse nulli lähedale temperatuurile.

Cooper oli avastanud, et ülijuhi elektronid on rühmitatud paaridesse, mida nüüd nimetatakse Cooperi paarideks ja et kõigi Cooperi paaride liikumised ühe ülijuhi sees on korrelatsioonis; need moodustavad süsteemi, mis toimib ühe tervikuna. Elektripinge rakendamine ülijuhile põhjustab kõigi Cooperi paaride liikumist, moodustades voolu. Pinge eemaldamisel voolab vool määramata aja jooksul, kuna paaridel pole vastuseisu. Voolu peatamiseks tuleks kõik Cooperi paarid samal ajal peatada, mis on väga ebatõenäoline. Ülijuhi soojenedes eralduvad selle Cooperi paarid üksikuteks elektronideks ja materjal muutub normaalseks ehk mittejuhtivuseks.

BCS-i teooriaga on seletatud paljusid teisi ülijuhtide käitumise aspekte. Teooria pakub vahendeid, mille abil saab eksperimentaalselt mõõta energiat, mis on vajalik Cooperi paaride eraldamiseks nende üksikuteks elektronideks. BCS teooria selgitab ka isotoopidefekti, mille korral temperatuur, mille juures ülijuhtivus ilmneb, väheneb, kui materjalist moodustuvate elementide raskemad aatomid sisestatakse.