Você sabe o que é pares de Cooper e como funciona? Veja esse artigo onde explicamos tudo sobre Par de cooper.

O comportamento dos supercondutores sugere que os pares de elétrons estão acoplados em uma faixa de centenas de nanômetros, três ordens de magnitude maior do que o espaçamento da rede.

Chamados de pares de Cooper, esses elétrons acoplados podem assumir o caráter de um bóson e se condensar no estado fundamental.

Este par de condensação é a base para a teoria da supercondutividade da BCS.

A efetiva atração líquida entre os elétrons normalmente repulsivos produz um par de energia de ligação na ordem de mililitros-volts, o suficiente para mantê-los emparelhados a temperaturas extremamente baixas.

Pares de Cooper

Pares de Cooper

A transição de um metal do estado normal para o supercondutor tem a natureza de uma condensação dos elétrons em um estado que deixa um intervalo de bandas acima deles.

Esse tipo de condensação é visto com hélio superfluido , mas o hélio é composto de bósons – múltiplos elétrons não podem se acumular em um único estado por causa do princípio de exclusão de Pauli.

Froehlich foi o primeiro a sugerir que os elétrons atuam como pares acoplados por vibrações de treliça no material.

Esse acoplamento é visto como uma troca de fônons , sendo os fônons os quanta da energia de vibração da rede.

A corroboração experimental de uma interação com a rede foi fornecida pelo efeito isotópicona temperatura de transição supercondutora.

O comportamento semelhante ao bóson desses pares de elétrons foi investigado por Cooper e eles são chamados de “pares de Cooper”.

A condensação dos pares de Cooper é a base da teoria da supercondutividade da BCS

elétron que passa atrai a treliça

Um elétron que passa atrai a treliça, causando uma leve ondulação em direção ao seu caminho.

Um modelo de atração pares de Cooper

Um modelo de atração par de Cooper

Outro elétron passando na direção oposta é atraído para esse deslocamento.

Atração par de cooper que atrai rede

Modelo de atração par

Um modelo visual da atração par de Cooper tem um elétron que atrai a rede, causando uma leve ondulação em direção ao seu caminho. Outro elétron passando na direção oposta é atraído para esse deslocamento. Isto constitui um acoplamento entre elétrons que pode ser representado em um diagrama de Feynman.

Efeito Isotópico, Mercúrio

Se a condução elétrica em mercúrio fosse puramente eletrônica, não deveria haver dependência das massas nucleares.

Essa dependência da temperatura crítica para supercondutividade sobre a massa isotópica foi a primeira evidência direta de interação entre os elétrons e a rede.

Isso apoiou a teoria BCS de acoplamento de treliça de pares de elétrons .

É notável que um fenômeno elétrico como a transição para a resistividade zero deva envolver uma propriedade puramente mecânica da rede.

Como uma mudança na temperatura crítica envolve uma mudança no ambiente de energia associado à transição supercondutora, isso sugere que parte da energia está sendo usada para mover os átomos da rede, uma vez que a energia depende da massa da rede.

Isso indica que as vibrações de treliça fazem parte do processo supercondutor.

Essa foi uma pista importante no processo de desenvolvimento da teoria do BCS porque sugeria acoplamento de treliça e, no tratamento quântico, sugeria que os fonons estavam envolvidos.

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Fonte: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu