Física da teoria BCS

A teoria do BCS, na física, uma teoria abrangente desenvolvida em 1957 pelos físicos americanos John Bardeen, Leon N. Cooper e John R. Schrieffer (suas iniciais de sobrenome fornecendo a designação BCS) para explicar o comportamento de materiais supercondutores. Os supercondutores perdem abruptamente toda a resistência ao fluxo de uma corrente elétrica quando são resfriados a temperaturas próximas ao zero absoluto.

Cooper descobriu que os elétrons em um supercondutor são agrupados em pares, agora chamados pares de Cooper, e que os movimentos de todos os pares de Cooper em um único supercondutor são correlacionados; eles constituem um sistema que funciona como uma única entidade. A aplicação de uma tensão elétrica ao supercondutor faz com que todos os pares de Cooper se movam, constituindo uma corrente. Quando a tensão é removida, a corrente continua a fluir indefinidamente porque os pares não encontram oposição. Para que a corrente parasse, todos os pares de Cooper teriam que ser interrompidos ao mesmo tempo, uma ocorrência muito improvável. À medida que um supercondutor é aquecido, seus pares de Cooper se separam em elétrons individuais, e o material se torna normal ou não supercondutor.

Muitos outros aspectos do comportamento dos supercondutores são explicados pela teoria do BCS. A teoria fornece um meio pelo qual a energia necessária para separar os pares de Cooper em seus elétrons individuais pode ser medida experimentalmente. A teoria BCS também explica o efeito isotópico, no qual a temperatura na qual a supercondutividade aparece é reduzida se forem introduzidos átomos mais pesados ​​dos elementos que compõem o material.