Teoria BCS: differenze tra le versioni
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La '''teoria
Descrive la superconduttività sostanzialmente come un effetto [[meccanica quantistica|quantistico]] di condensazione delle [[coppia di Cooper|coppie di Cooper]], che in questo modo si comportano come un insieme di [[bosone (fisica)|bosoni]].
La teoria è impiegata anche in [[fisica nucleare]], per descrivere l'interazione di accoppiamento tra
La teoria B.C.S. fu proposta nel [[1957]] da [[John Bardeen|J. Bardeen]], Cooper e Schrieffer: per questa teoria nel [[1972]] questi ricevettero il [[Premio Nobel per la Fisica]].
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==Storia==
Nel [[1935]] era stata proposta dai fratelli [[Fritz London|F. London]] e [[Heinz London|H. London]] una prima teoria fenomenologica della [[superconduttività]], riassunta nelle [[equazioni di London]].
Nel [[1948]] F. London<ref>F. London, On the Problem of the Molecular Theory of Superconductivity, Phys. Rev. '''74''', 562-573 (1948)</ref> propose che le equazioni di London potessero essere una conseguenza della [[Coerenza (fisica)|coerenza]] di uno [[stato quantico]]. Nel 1950 viene sviluppata la [[Teoria di Ginzburg-Landau|teoria di Ginzburg–Landau]]<ref>V.L. Ginzburg and L.D. Landau, ''Zh. Eksp. Teor. Fiz.'' '''20''', 1064 (1950). Traduzione inglese: L. D. Landau, Collected papers (Oxford: Pergamon Press, 1965) p. 546</ref>, basata sulla teoria di Landau delle [[transizione di fase|transizioni di fase]] del secondo ordine. Una transizione di fase è detta del secondo ordine se è senza [[calore latente]] ed ha solo con un'anomalia nel [[calore specifico]]. Da un punto di vista sperimentale era evidente che la transizione superconduttrice fosse del secondo ordine. Nello stesso anno veniva scoperto il cosiddetto effetto isotopico, cioè veniva trovato con sufficiente precisione che la temperatura critica dei vari [[isotopo|isotopi]] del [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]] diminuiva con l'inverso della radice quadrata del [[numero di massa]] dei vari isotopi<ref name=maxwell1950>E. Maxwell, Phys. Rev. '''78''', 477, (1950)</ref>,<ref name=Rey>C. A. Reynolds, B. Serin, W. H. Wright, and L. B. Nesbitt, Phys. Rev. '''78''', 487, (1950)</ref>.
Nel 1953 B. Pippard, basandosi su risultati sperimentali, propose che le equazioni di London dovessero tenere conto di nuovo parametro di scala la [[lunghezza di coerenza superconduttrice]]. Successivamente
J. Bardeen fece notare<ref>J. Bardeen, Theory of the Meissner Effect in Superconductors, Phys. Rev., '''97''' 1724–172 (1955)</ref> che se vi era un tale parametro di scala era necessario introdurre una teoria con un salto energetico. Tale salto energetico venne spiegato l'anno successivo da L. N Cooper<ref>L. N. Cooper, [https://prola.aps.org/abstract/PR/v104/i4/p1189_1|Bound Electron Pairs in a Degenerate Fermi Gas], Phys. Rev. '''104''', 1189–1190 (1956)</ref> mediante stati legati di elettroni
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La teoria BCS è capace di dare una approssimazione per lo stato quantistico a molti corpi del sistema di elettroni (che si attraggono) dentro il metallo.
Questo stato è attualmente detto stato BCS. Nello stato normale di un metallo, gli elettroni si muovono indipendentemente, mentre nello stato BCS essi sono legati in coppie di Cooper dalla interazione attrattiva. Il formalismo BCS è basato sul potenziale ridotto dalla attrazione tra gli elettroni. Nell'ambito di questo potenziale è proposta una [[ansatz]] (ipotesi a priori) variazionale per la funzione d'onda a molti corpi. Tale ipotesi a priori si dimostra essere esatta nel limite di coppie molto dense. Rimane un problema dibattuto, anche nell'ambito dei gas ultrafreddi, dove porre il limite tra regime diluito e denso di coppie di fermioni che si attraggono.
===Risultati sperimentali alla base della teoria<ref>[http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/bcs.html BCS Theory of Superconductivity]</ref>===
* '''Evidenza di una [[banda proibita]] (''energy gap'') all'[[
: l'esistenza di una temperatura critica e di un campo magnetico critico implica l'esistenza di una energy gap, ma anche presuppone una [[transizione di fase]]. Ma il [[principio di esclusione di Pauli]] impedisce agli [[elettrone|elettroni]], che sono dei [[fermione|fermioni]] di condensare nello stesso stato energetico. Quindi è necessario che gli elettroni debbano comportarsi come dei [[Bosone (fisica)|bosoni]] per potere formare un [[condensato di Bose-Einstein|condensato]] e quindi non essere soggetti al principio di esclusione di Pauli ma alla [[statistica di Bose-Einstein]].
*'''Effetto isotopico sulla temperatura, suggerisce che sia importante l'interazione elettrone reticolo'''.
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