(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
Developed in 1957 by John Bardeen, Leon Cooper, and Robert Schrieffer, the BCS theory provides a microscopic explanation for conventional superconductivity. It posits that below the critical temperature ([latex]T_c[/latex]), electrons can overcome their electrostatic repulsion and form bound pairs, called Cooper pairs, through interactions with the crystal lattice (phonons). These pairs behave as bosons and can condense into a single macroscopic quantum state.
बीसीएस सिद्धांत भौतिकी में 46 साल पुरानी पहेली को सुलझाने वाली एक अभूतपूर्व उपलब्धि थी। इसकी केंद्रीय अवधारणा कूपर युग्म है। एक सामान्य धातु में, इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से गति करते हैं और अशुद्धियों तथा जाली कंपन (फोनोन) से टकराकर विद्युत प्रतिरोध उत्पन्न करते हैं। बीसीएस मॉडल में, क्रिस्टल जाली से गुजरने वाला एक इलेक्ट्रॉन धनात्मक आयनों को आकर्षित करता है, जिससे जाली में एक हल्का विरूपण या तरंग उत्पन्न होती है। धनात्मक आवेश में वृद्धि का यह क्षेत्र फिर दूसरे इलेक्ट्रॉन को आकर्षित कर सकता है। यह अप्रत्यक्ष, फोनोन-मध्यस्थ आकर्षण दो इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रत्यक्ष कूलम्ब प्रतिकर्षण को दूर कर सकता है, जिससे वे कूपर युग्म में बंध जाते हैं। इन युग्मों का स्पिन पूर्णांक (0 या 1) होता है, जो इन्हें बोसोन बनाता है, जबकि व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉन फर्मियन होते हैं। क्वांटम सांख्यिकी के अनुसार, बोसोन पाउली अपवर्जन सिद्धांत के अधीन नहीं होते हैं और सभी एक ही निम्नतम ऊर्जा क्वांटम अवस्था में रह सकते हैं। [latex]T_c[/latex] से नीचे, कूपर युग्मों का एक महत्वपूर्ण अंश इस एकल स्थूल आधारभूत अवस्था में संघनित हो जाता है, जिसे एक एकल तरंग फलन द्वारा वर्णित किया जाता है। जोड़ों का यह संघनन जाली के माध्यम से बिना गति कर सकता है बिखरनेएकल इलेक्ट्रॉन युग्म को बिखेरने के लिए उसे अलग करने और दोनों इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा की आवश्यकता होगी, यह ऊर्जा सुपरकंडक्टिंग ऊर्जा अंतराल, [latex]Delta[/latex] द्वारा दी जाती है। कम तापमान पर, यह ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती, जिससे प्रतिरोध शून्य हो जाता है। इस सिद्धांत ने आइसोटोप प्रभाव की सफलतापूर्वक भविष्यवाणी की, जहाँ [latex]T_c propto M^{-1/2}[/latex] (M आइसोटोपिक द्रव्यमान है), और क्रांतिक तापमान के लिए एक सूत्र प्रदान किया: [latex]k_B T_c approx 1.13 hbar omega_D exp(-1/N(0)V)[/latex], जो [latex]T_c[/latex] को इससे जोड़ता है। डेबी आवृत्ति [latex]omega_D[/latex], अवस्थाओं का घनत्व [latex]N(0)[/latex], और इलेक्ट्रॉन-फोनन अंतःक्रिया क्षमता [latex]V[/latex]।
अतिचालकता बीसीएस सिद्धांत
(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)
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