Legfontosabb tudomány

BCS elméletfizika

BCS elméletfizika
BCS elméletfizika

Videó: Einstein rémálma 2024, Szeptember

Videó: Einstein rémálma 2024, Szeptember
Anonim

A BCS elmélete a fizikában egy átfogó elmélet, amelyet 1957-ben fejlesztettek ki az amerikai fizikusok, John Bardeen, Leon N. Cooper és John R. Schrieffer (a vezetéknév kezdőbetűik a BCS megjelölést adják) a szupravezető anyagok viselkedésének magyarázatához. A szupravezetők hirtelen elveszítik az elektromos áram áramának minden ellenállását, amikor abszolút nulla hőmérsékletre hűtik őket.

Cooper rájött, hogy a szupravezető elektronjai párokba vannak csoportosítva, amelyeket ma Cooper-pároknak neveznek, és hogy az összes szupravezetőn belüli összes Cooper-pár mozgása korrelál; olyan rendszert alkotnak, amely egyetlen entitásként működik. Elektromos feszültségnek a szupravezetőhöz történő alkalmazása minden Cooper-párt mozgáshoz vezet, áramot képezve. A feszültség eltávolításakor az áram határozatlan ideig folyik, mivel a párok nem találnak ellenállást. Az áram leállításához az összes Cooper-párt egyidejűleg meg kell állítani, ami nagyon valószínűtlen. A szupravezető felmelegedésekor a Cooper pártjai különálló elektronokká alakulnak el, és az anyag normálissá válik, vagy nem vezetőképes.

A szupravezetők viselkedésének sok más aspektusát a BCS elmélet magyarázza. Az elmélet olyan eszközt szolgáltat, amellyel kísérletileg meg lehet mérni azt az energiát, amely ahhoz szükséges, hogy a Cooper-párokat elkülönítsék az egyes elektronok között. A BCS elmélet magyarázza azt az izotóphatást is, amelyben a szupravezető képesség hőmérséklete csökken, ha az anyagot alkotó elemek nehezebb atomjai kerülnek bevezetésre.