大师作文网为什么会产生超导现象?
来源：学生作业帮 编辑：大师作文网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/19 05:18:11
为什么会产生超导现象?
请不要copy网上对超导现象的定义解释,我问的是如何从微观上分析该现象产生的原因?
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目前没人知道 到了上世纪五十年代中期,Bardeen和博士后Cooper以及研究生Schrieffer合作.Cooper发表了一篇短文,在这篇文章中他发现Bardeen-Pines吸引可以使得动量相反的电子配对,并且这种配对是稳定的[1].Cooper指出,这种配对的机制可能就是造成超导电性的原因,但是Bardeen开始的时候对此表示怀疑.这种配对的电子并不是物理上相靠近,但是两者的运动是相匹配的,它们总是具有大小相等方向相反的动量.当时并不清楚这种脆弱分离的配对为何能够被组织起来导致产生超导电性而不被破坏. 几个月后,Schrieffer找到了从数学上定义包含很多电子对的量子态的方法,这种量子态中电子对和其它的电子以及晶体原子之间没有相互作用,从而可以毫无阻碍地在晶体中运动.随后Schrieffer将这种物理图像和当时流行的舞蹈Frug作了类比（如图）,在这种舞蹈中跳舞者在舞池中相互分离,中间隔了许多其它人,但是他们始终是一对. 跳舞者在舞池中相互分离,中间隔了许多其它人,但是他们始终是一对. 这个小组于1957年早期发表了一篇短文之后又于这一年的十二月发表了后来闻名遐迩的BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）超导理论.他们于1972年获得了诺贝尔物理学奖.这个理论解释了同位素效应以及迈斯纳效应（当强度低于某一临界值的时候磁场不能进入超导体中）.这个理论同时还能够解释为什么超导电性只能够发生在接近绝对零度的时候——当热运动太剧烈的时候脆弱的Cooper对就会被破坏.来自伊利诺斯大学的超导实验学家Laura Greene认为这正体现了Bardeen的洞察力,他选择了正确的合作者,并且在探索的时候始终关注实验的进展.科学就应该这么做. BCS波函数的一个奇异之处在于它缺少当时电磁方程组的任何量子或是经典解所具有的数学对称性.对这个问题的进一步分析刺激了粒子物理理论中所谓的对称性破缺（Symmetry Breaking）理论的发展. 虽然1986年发现的高温超导体依赖于电子的配对,它们在温度高于BCS理论中配对临界温度的时候依然具有超导电性.Marvin Cohen（加利福尼亚大学伯克利分校）认为虽然对于新材料缺乏理解,原来的BCS结对机制仍然有效.Greene认为,既然从发现超导现象开始就花了一些非常聪明的人五十年的时间才找到BCS理论,她并不认为仅仅过了二十年就能够解释高温超导现象.