Nadprzewodnictwo

Nadprzewodnictwo Berry’ego alternatywą dla teorii BCS

Praca japoń­skiego fizyka z Wydziału Fizyki Materii Skon­den­so­wa­nej Uni­wer­sy­tetu Tsukuba, zawiera nową teorię nad­prze­wod­nic­twa. Jak prze­ko­nuje autor – pod wieloma wzglę­dami lepszą od obecnie przyj­mo­wa­nych modelów.

Nad­prze­wod­nic­two to bardzo pożądany stan materii, umoż­li­wia­jący zmniej­sze­nie oporu elek­trycz­nego do zera, a zatem pozwa­la­jący na niemal bez­stratne prze­sy­ła­nie energii. Od ponad sześć­dzie­się­ciu lat główną teorią tłu­ma­czącą ten fizyczny fenomen w mikro­skali, pozo­staje kon­cep­cja autor­stwa Johna Bardeena, Leona Coopera oraz Roberta Shrief­fera. Zgodnie z nią, obni­że­nie tem­pe­ra­tury materii prowadzi do łączenia elek­tro­nów w pary (pary Coopera). W ten sposób elek­trony, nor­mal­nie będące fer­mio­nami (cząst­kami o spinach połów­ko­wych), zaczy­nają zacho­wy­wać się jak bozony (o spinach cał­ko­wi­tych), kom­plet­nie zmie­nia­jąc swoje właściwości.

Hiroyasu Koizumi sfor­mu­ło­wał własną teorię, wyko­rzy­stu­jąc metodę mate­ma­tyczną autor­stwa Sir Michaela Ber­ry­’ego. Narzę­dzie wyko­rzy­sty­wane również do opisu efektu Halla oraz w teorii krysz­ta­łów, pozwala na obli­cze­nie skrę­ce­nia prze­strzeni, w której prze­miesz­czają się elektrony.

Japoń­czyk wyjaśnia, że spa­ro­wane elek­trony BCS samo­dziel­nie nie tłumaczą dokład­nie cho­ciażby dzia­ła­nia złączy Jose­ph­sona (i zarazem tune­lo­wa­nia Jose­ph­sona). Jego teoria wciąż dostrzega rolę par Coopera, jednak mają one tylko sta­bi­li­zo­wać połą­cze­nie, podczas gdy samo zmniej­sze­nie oporu ma być wynikiem spe­cy­ficz­nego skrę­ce­nia prze­strzeni, opi­sa­nego na bazie prac Berry’ego.

Dowiedz się więcej u źródła:
H. Koizumi, Superconductivity by Berry Connection from Many-body Wave Functions: Revisit to Andreev−Saint-James Reflection and Josephson Effect, “Journal of Superconductivity and Novel Magnetism”, [online: link.springer.com/article/10.1007%2Fs10948-021–05905‑y].
Total
0
Shares
Inne teksty