Куперівська пара

Ку́перівська па́ра — квазічастинка, зв'язаний стан двох електронів у кристалі, що виникає в умовах слабкого притягання, зумовленого взаємодією з іншими збудженнями, зокрема коливаннями кристалічної ґратки.

Поняття Куперівської пари лежить в основі теорії БКШ, яка пояснює явище надпровідності.

В куперівські пари об'єднуються електрони з енергією близькою до рівня Фермі і протилежними значеннями квазіімпульсів і спінів. Енергія зв'язаного стану дещо менша за енергію Фермі, що призводить до появи щілини в енергетичному спектрі електронних збуджень саме поблизу рівня Фермі. Існування такої щілини зводить до нуля процеси розсіювання, що зумовлює виникнення надпровідного стану.

Якісно куперівську пару можна зрозуміти, виходячи з уявлення про те, що, рухаючись кристалом, електрон поляризує кристалічну ґратку, утворюючи канал, яким можуть рухатись два електрони — в протилежних напрямках.

Куперівські пари існують лише при низьких температрурах, коли відсутні високоенергетичні фонони, взаємодія з якими зруйнувала б зв'язування.

Відкриття високотермпературної надпровідності призвело до виникнення численних теоретичних моделей, в яких зв'язування електронів в куперівські пари зумовлюється іншими збудженнями, відмінними від фононів. Проте експериментального підтвердження існування таких пар досі немає.

Своєю назвою куперівська пара завдячує Леону Куперу, який отримав Нобелівську премію з фізики за пояснення явища надпровідності (разом із Джоном Бардіном і Джоном Шріффером).

Література

• Локтєв В. М. Лекції з теорії надпровідності. — К. : ІТФ НАН України, 2011. — 276 с.
• Давыдов А. С. Высокотемпературная сверхпроводимость. — К. : Наукова думка, 1990. — 176 с.
• Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П. Статистическая физика. Часть 2: Теория конденсированного состояния // Теоретическая физика. — М. : Физматлит, 2004. — Т. 9. — 496 с.
• Пашицкий Э. А. Основы теории сверхпроводимости. — К. : Вища школа, 1985. — 103 с.
• Роуз-Инс А., Родерик Е. Введение в физику сверхпроводимости. — М. : Мир, 1972. — 272 с.
• Шмидт В. В. Введение в физику сверхпроводников. — М. : МЦНМО, 2000. — 402 с.
• Шриффер Дж. Теория сверхпроводимости. — М. : Наука, 1970. — 312 с.

Посилання

Phys. Rev. 106, 162—164 (1957)/ J. Bardeen, L. N. Cooper, and J. R. Schrieffer, «Microscopic Theory of Superconductivity» [Архівовано 9 липня 2008 у Wayback Machine.]