Teoria BCS

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La teoria BCS (dalle iniziali dei nomi dei suoi creatori: Bardeen, Cooper e Schrieffer), formulata nel 1957, è stata la prima teoria microscopica per spiegare la superconduttività convenzionale, ovvero la proprietà di certi metalli di condurre elettricità senza resistenza elettrica se raffreddati al di sotto di una certa temperatura critica e di essere diamagneti perfetti.
La superconduttività era stata scoperta nel 1911 dal fisico olandese Heike Kamerlingh Onnes.

Descrizione[modifica | modifica sorgente]

La teoria BCS propone che due elettroni si accoppino formando uno stato legato di natura bosonica chiamato coppia di Cooper, e che siano le coppie di Cooper i portatori di carica delle supercorrenti elettriche.

L'interazione attrattiva fra i due elettroni è mediata dalle vibrazioni del reticolo cristallino, ovvero dallo scambio di un fonone. Una figurazione approssimativa del meccanismo è la seguente:

Un elettrone si muove attraverso il solido e attrae verso di sé le vicine cariche positive del reticolo cristallino (gli ioni). La deformazione del reticolo cristallino induce un altro elettrone a muoversi verso la regione di maggiore carica positiva. I due elettroni sono dunque tenuti insieme con una certa energia di legame. Se questa energia di legame è maggiore dell'energia cinetica fornita dall'oscillazione termica degli atomi intorno, la coppia di elettroni rimarrà legata. Sopra una certa temperatura, detta temperatura critica, l'agitazione termica è sufficiente a rompere la coppia.

La teoria BCS fu sviluppata nel 1957 da John Bardeen, Leon Cooper e Robert Schrieffer, che per questo ricevettero il Premio Nobel per la Fisica nel 1972.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Gli articoli fondamentali dei tre autori:

Approfondimenti:

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]


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