Galvenais zinātne

BCS teorijas fizika

BCS teorijas fizika
BCS teorijas fizika

Video: Prof. Mladen Pavicic, NUKLEARNA FIZIKA 1, Predavanja iz fizike, 2014-30-1, Sveuciliste u Zagrebu 2024, Septembris

Video: Prof. Mladen Pavicic, NUKLEARNA FIZIKA 1, Predavanja iz fizike, 2014-30-1, Sveuciliste u Zagrebu 2024, Septembris
Anonim

BCS teorija fizikā ir visaptveroša teorija, kuru 1957. gadā izstrādāja amerikāņu fiziķi Džons Bārdeens, Leons N. Kūpers un Džons R. Šrīfers (viņu uzvārda iniciāļi, kas apzīmē apzīmējumu BCS), lai izskaidrotu supravadošo materiālu izturēšanos. Supravadītāji pēkšņi zaudē visu pretestību elektriskās strāvas plūsmai, kad tos atdzesē līdz temperatūrai, kas ir tuvu absolūtajai nullei.

Kūpers atklāja, ka supravadītāja elektroni ir sagrupēti pa pāriem, kurus tagad sauc par Kūpera pāriem, un ka visu Kūpera pāra kustības vienā supravadītājā ir savstarpēji saistītas; tie veido sistēmu, kas darbojas kā viena vienība. Elektriskā sprieguma pielietošana supravadītājam liek kustēties visiem Coopera pāriem, veidojot strāvu. Kad spriegums tiek noņemts, strāva turpina plūst bezgalīgi, jo pāriem nav pretestības. Lai strāva apstātos, visi Coopera pāri būtu jāaptur vienlaicīgi, kas ir ļoti maz ticams. Sasildot supravadītāju, tā Cooper pāri sadalās atsevišķos elektronos, un materiāls kļūst normāls vai nevadošs.

Daudzus citus supravadītāju uzvedības aspektus izskaidro BCS teorija. Teorija nodrošina līdzekļus, ar kuru palīdzību eksperimentāli var izmērīt enerģiju, kas nepieciešama Kūpera pāru sadalīšanai atsevišķos elektronos. BCS teorija izskaidro arī izotopu efektu, kurā tiek samazināta temperatūra, kurā parādās supravadītspēja, ja tiek ieviesti smagāki atomu elementi, kas veido materiālu.