BCS-teoria

BCS-teoria on suprajohtavuuden mikroskooppinen teoria, joka selittää tavanomaisten suprajohteiden termodynaamiset ja sähkömagneettiset ominaisuudet elektronien ja kidevärähtelyiden välisen vuorovaikutuksen avulla. Kylmäfysiikan pioneeri Heike Kamerlingh Onnes oli havainnut vuonna 1911, että tiettyjen metallien resistiivisyys katosi kokonaan ja äkillisesti lämpötilan laskiessa tietyn kriittisen lämpötilan alapuolelle. Tämän suprajohtavuudeksi nimetyn ilmiön mekanismi pysyi kuitenkin arvoituksena vuoteen 1957 asti, kunnes John Bardeen, Leon Cooper ja Robert Schrieffer julkaisivat teorian, jota kutsutaan heidän mukaansa nimellä BCS-teoria. Teoria toi keksijöilleen Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1972.

BCS-teorian mukaan suprajohtavuus syntyy elektronien vuorovaikuttaessa keskenään kidevärähtelyiden välityksellä. Tämän vuorovaikutuksen seurauksena elektroniparit muodostavat sidottuja tiloja, joita kutsutaan Cooperin pareiksi. Suprajohtavassa tilassa merkittävä osa elektroneista on sitoutunut Cooperin pareiksi, jotka vuorovaikuttavat keskenään ja muodostavat monimutkaisen monihiukkastilan. Monet suprajohteen ominaisuudet voi päätellä laadullisesti tämän monihiukkastilan rakenteesta.

Lähteet

Viitteet

Suprajohtavuus