Fyzika BCS teorie

Teorie BCS, ve fyzice, komplexní teorie vyvinutá v roce 1957 americkými fyziky Johnem Bardeenem, Leonem N. Cooperem a Johnem R. Schriefferem (jejich iniciály příjmení poskytující označení BCS) vysvětlují chování supravodivých materiálů. Supravodiče náhle ztratí veškerý odpor proti proudu elektrického proudu, když jsou ochlazeny na teploty blízké absolutní nule.

Cooper objevil, že elektrony v supravodiči jsou seskupeny do dvojic, nyní nazývaných Cooperovy páry, a že pohyby všech Cooperových párů v rámci jednoho supravodiče jsou korelovány; představují systém, který funguje jako jeden celek. Použití elektrického napětí na supravodič způsobí, že se všechny Cooperovy páry pohybují a vytvářejí proud. Když je napětí odstraněno, proud stále protéká donekonečna, protože páry se nesetkají s žádným odporem. Aby se proud zastavil, všechny Cooperovy páry by musely být zastaveny současně, což je velmi nepravděpodobný výskyt. Když se supravodič zahřívá, jeho Cooperovy páry se dělí na jednotlivé elektrony a materiál se stává normálním nebo nesporovodivým.

Mnoho dalších aspektů chování supravodičů je vysvětleno teorií BCS. Teorie poskytuje prostředek, kterým lze experimentálně měřit energii potřebnou k rozdělení Cooperových párů na jejich jednotlivé elektrony. Teorie BCS také vysvětluje izotopový efekt, při kterém se teplota, při které se objeví supravodivost, sníží, pokud se zavedou těžší atomy prvků tvořících materiál.