BCS-teori er en kvantemekanisk teori for superledning, fremsatt av og oppkalt etter John Bardeen, Leon N. Cooper og Robert Schrieffer i 1957.
Ifølge BCS-teorien vil vekselvirkningen mellom atomgitteret til et metall og elektronene lede til svak tiltrekning mellom elektronene, og føre til at disse beveger seg parvis. Disse elektronparene kalles Cooper par. De tre forskerne fikk Nobelprisen i fysikk i 1972 for BCS-teorien.
I BCS-teori oppstår den superledende tilstanden i et materiale av at det eksisterer en svakt tiltrekkende vekselvirkning mellom elektroner, som dermed går sammen og danner såkalte Cooper-par. Elektroner frastøter vanligvis hverandre på grunn av Coulomb-kraften mellom to partikler med lik elektrisk ladning. Når elektronene spres på fononer, som oppstår av gittervibrasjoner i materialer, kan likevel en attraktiv vekselvirkning oppstå.
Dette kan forstås fysisk ved å først betrakte et elektron som passerer et område i krystallstrukturen. På grunn av sin negative elektriske ladning, vil elektronet temporært tiltrekke seg de positivt ladede ionene i nærheten av elektronbanen. Dette skaper en netto positiv ladning i området som elektronet beveget seg igjennom. I sin tur kan denne temporære positive ladningen tiltrekke et annet elektron, slik at to elektroner på denne måten effektivt sett har tiltrukket seg hverandre.
BCS-teori gir en veldig god beskrivelse av elementære superledere som Al og Pb, som i de aller fleste tilfeller er såkalte type I superledere. I disse materialene oppstår superledning ved lav temperatur (1-10 K). I andre materialer, oppstår superledning ved mye høyere temperatur (100 K). BCS-teori gir i dette tilfellet en god match med visse eksperimentelle aspekter av slike materialer, men lykkes ikke i å forklare hvorfor superledning oppstår i slike materialer. En betydelig moderne forskningsaktivitet innenfor superledning går ut på å generalisere/videreutvikle BCS-teori til å gi en god overensstemmelse med de ovennevnte høy-temperatur superlederne.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.