Vigtigste videnskab

BCS teori fysik

BCS teori fysik
BCS teori fysik

Video: ftf16c 2024, September

Video: ftf16c 2024, September
Anonim

BCS teori, i fysik, en omfattende teori udviklet i 1957 af de amerikanske fysikere John Bardeen, Leon N. Cooper og John R. Schrieffer (deres efternavns initialer giver betegnelsen BCS) for at forklare superledende materialers opførsel. Superledere mister pludselig al modstand mod strømmen af ​​en elektrisk strøm, når de afkøles til temperaturer tæt på absolut nul.

Cooper havde opdaget, at elektroner i en superleder er grupperet i par, nu kaldet Cooper-par, og at bevægelserne for alle Cooper-parerne i en enkelt superleder er korrelerede; de udgør et system, der fungerer som en enkelt enhed. Påføring af en elektrisk spænding til superlederen får alle Cooper-par til at bevæge sig, hvilket udgør en strøm. Når spændingen fjernes, fortsætter strømmen på ubestemt tid, fordi parene ikke møder nogen modstand. For at strømmen skal stoppe, ville alle Cooper-parrene skulle stoppes på samme tid, en meget usandsynlig forekomst. Når en superleder opvarmes, separeres dens Cooper-par i individuelle elektroner, og materialet bliver normalt eller ikke-ledende.

Mange andre aspekter af superledernes opførsel forklares med BCS-teorien. Teorien tilvejebringer et middel, hvormed den energi, der kræves til at adskille Cooper-parene i deres individuelle elektroner, kan måles eksperimentelt. BCS-teorien forklarer også isotopeffekten, hvor temperaturen, hvor superledningsevnen vises, reduceres, hvis der introduceres tungere atomer af de elementer, der udgør materialet.