Pagrindinis mokslas

BCS teorijos fizika

BCS teorijos fizika
BCS teorijos fizika

Video: Fizika - Vertikalni hitac naniže (teorija i zadaci) 2024, Rugsėjis

Video: Fizika - Vertikalni hitac naniže (teorija i zadaci) 2024, Rugsėjis
Anonim

BCS teorija fizikoje yra išsami teorija, kurią 1957 m. Sukūrė amerikiečių fizikai Johnas Bardeenas, Leonas N. Cooperis ir Johnas R. Schriefferis (jų pavardės inicialai, žymintys BCS), kad paaiškintų superlaidžių medžiagų elgesį. Superlaidininkai staiga praranda bet kokį atsparumą elektros srovės srautui, kai jie atšaldomi iki temperatūros, artimos absoliučiam nuliui.

Cooperis atrado, kad superlaidininko elektronai yra sugrupuoti poromis, dabar vadinamomis Cooperio poromis, ir kad visų Cooperio porų judesiai viename superlaidininke yra koreliuojami; jie sudaro sistemą, veikiančią kaip vienas subjektas. Elektros įtampos taikymas superlaidininkui priverčia judėti visas Cooperio poras ir sudaro srovę. Pašalinus įtampą, srovė teka neribotą laiką, nes poros neturi jokio pasipriešinimo. Kad srovė sustotų, visos Cooperio poros turėtų būti sustabdytos tuo pačiu metu, labai mažai tikėtinas įvykis. Šiltinant superlaidininką, jo „Cooper“ poros atsiskiria į atskirus elektronus, o medžiaga tampa normali arba neveikia superlaidžiai.

Daugelis kitų superlaidininkų elgesio aspektų paaiškinta BCS teorija. Teorija yra priemonė, kuria eksperimentuojant galima išmatuoti energiją, reikalingą Cooperio poroms atskirti į atskirus elektronus. BCS teorija taip pat paaiškina izotopo efektą, kurio metu sumažėja superlaidumo temperatūra, jei įvedami sunkesni elementų, sudarančių medžiagą, atomai.