Cuplu de tolari

O pereche Cooper este o stare legată de doi electroni  care interacționează printr-un fonon . Are spin zero și o sarcină egală cu dublul sarcinii unui electron. Pentru prima dată, o astfel de stare a fost descrisă de Leon Cooper în 1956, care a considerat doar o problemă simplificată cu două particule. Perechile corelate de electroni sunt responsabile pentru fenomenul de supraconductivitate . [2]

Model de polarizare atracție electron-electron

Pentru simplitate, să considerăm o rețea cristalină cubică simplă cu o perioadă constând din ioni univalenți încărcați pozitiv cu o masă și un electron care se mișcă la viteza Fermi de -a lungul oricărei axe de simetrie (Fig. 1). Mai mult, vom lua în considerare interacțiunea la Când un electron zboară între ionii cei mai apropiați de el, aceștia, la rândul lor, capătă impuls în direcția perpendiculară pe mișcarea electronului:

Sub acțiunea acestui impuls, ionii sunt deplasați așa cum se arată în Fig. 1. În acest caz, energia cinetică , pe care ionul o dobândește în timpul interacțiunii, se transformă în potențial. Astfel, un electron în mișcare este urmat de o zonă de sarcină pozitivă în exces, care creează un potențial negativ (atractiv) pentru un alt electron (Fig. 2a). Când un alt electron intră în potenţialul format, energia sa potenţială scade şi între perechea de electroni apar forţe de atracţie. În acest caz, atracția apare numai atunci când electronii se mișcă în direcții diferite (Fig. 2b). În plus, pentru formarea unei perechi Cooper, spinurile electronilor trebuie să fie opuse (antiparalele).

Interacțiunea considerată are un caracter unidimensional. Din mecanica cuantică se știe că în cazul unidimensional (și, de asemenea, în cazul bidimensional), o stare legată se formează întotdeauna în puțul de potențial (în cazul tridimensional, puțul de potențial trebuie să fie suficient de adânc pentru a se forma o stare legată). Prin urmare, interacțiunea electron-ion (interacțiunea electron-fonon ) duce întotdeauna la formarea unei stări corelate a unei perechi de electroni, numită pereche Cooper . Deoarece spin-ul fiecărei perechi este zero, perechile pot fi considerate în general particule Bose , capabile să formeze un condensat Bose . În acest caz, pentru a rupe o pereche Cooper, este necesar să cheltuiți destul de multă energie, deoarece o astfel de pauză este însoțită de o schimbare a energiilor tuturor celorlalte perechi, al căror număr este macroscopic mare. Această împrejurare se datorează acțiunii principiului Pauli pentru electronii care formează perechi: doi electroni care aparțineau unei perechi rupte blochează două stări în spațiul de impuls, care nu mai contribuie la formarea perechilor rămase. Din acest motiv, există un decalaj în spectrul de excitație al sistemului, ceea ce duce la fenomenul de supraconductivitate.

Pentru a explica pe deplin împerecherea electronilor, este necesar să folosiți aparatul mecanicii cuantice .

Vezi și

• Supraconductivitate
• Teoria BCS

Link -uri

• Ginzburg VL Supraconductivitate: alaltăieri, ieri, azi, mâine. - vol. 170. - 2000. - S. 619-630 [1]
• Shmidt VV Introducere în fizica supraconductorilor. — M.: URSS, 2000.

1. ↑ Cooper, Leon N. Perechi de electroni legați într-un gaz Fermi degenerat  // Physical Review  : journal  . - 1956. - Vol. 104 , nr. 4 . - P. 1189-1190 . - doi : 10.1103/PhysRev.104.1189 . - Cod .
2. ↑ Cooper, 1956 .

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană mare chinezesc Mare norvegian Rusă mare Britannica (online) Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4346549-3