BCS-teori

BCS-teorien er en kvantemekanisk teori for superledning. Teorien er omfattende og forklarer de fleste fundamentale egenskapene til konvensjonelle superledere, men er ikke gyldig for såkalte høytemperatur-superledere.

BCS-teorien tar utgangspunkt i en kvantemekaniske beskrivelse av elektroner med motsatt rettet bevegelsesmengde og spinn. Slike elektroner kan gjennom vekselvirkning med den omkringliggende krystallen, dvs. utveksling av fononer, oppleve gjensidig tiltrekning som er sterk nok til å overvinne frastøtningen pga. elektronenes ladning. Slike par kalles Cooper-par og kan oppføre seg lik bosoner, selv om elektroner i seg selv er fermioner. Cooper-parene kan da oppleve noe tilsvarende Bose-Einstein-kondensasjon, dvs. gå over i en kollektiv tilstand. Det vil da være et gap, Δ, i energispekteret som effektivt hindrer små eksitasjoner og inelastiske kollisjoner. Superledning forklares dermed med at prosessene som normalt fører til elektrisk motstand ikke kan finne sted.

Teorien ble utviklet av John Bardeen Leon Cooper, og John Robert Schrieffer i 1957, og uavhengig av dette, noe senere av Nikolay Bogolyubov. Bardeen, Cooper og Schrieffer fikk Nobelprisen i fysikk for sin oppdagelse i 1972.