Hoved vitenskap

BCS teori fysikk

BCS teori fysikk
BCS teori fysikk

Video: Introduction to BCS Theory of Superconductivity || Cooper Pair || ApniPhysics 2024, September

Video: Introduction to BCS Theory of Superconductivity || Cooper Pair || ApniPhysics 2024, September
Anonim

BCS teori, i fysikk, en omfattende teori utviklet i 1957 av de amerikanske fysikerne John Bardeen, Leon N. Cooper og John R. Schrieffer (deres etternavns initialer som gir betegnelsen BCS) for å forklare oppførselen til superledende materialer. Superledere mister brått all motstand mot strømmen av en elektrisk strøm når de blir avkjølt til temperaturer nær absolutt null.

Cooper hadde oppdaget at elektroner i en superleder er gruppert i par, nå kalt Cooper-par, og at bevegelsene til alle Cooper-parene i en enkelt superleder er korrelert. de utgjør et system som fungerer som en enhet. Påføring av en elektrisk spenning på superlederen får alle Cooper-par til å bevege seg, og utgjør en strøm. Når spenningen fjernes, fortsetter strømmen å strømme på ubestemt tid fordi parene ikke møter noen motstand. For at strømmen skal stoppe, må alle Cooper-parene stoppes samtidig, en veldig usannsynlig forekomst. Når en superleder oppvarmes, skiller Cooper-parene seg i individuelle elektroner, og materialet blir normalt, eller ikke-ledende.

Mange andre aspekter ved atferden til superledere blir forklart med BCS-teorien. Teorien tilveiebringer et middel der energien som kreves for å skille Cooper-parene i deres individuelle elektroner kan måles eksperimentelt. BCS-teorien forklarer også isotopeffekten, der temperaturen som superledningsevnen vises under, reduseres hvis det innføres tyngre atomer i elementene som utgjør materialet.