Теория БКШ

Теория Бардина-Купера-Шриффером, более известная под сокращенным названием теория БКШ – микроскопическая теория напровидности. Она впервые дала мере качественное объяснение отсутствия сопротивления сверхпроводников при низких температурах, исходя из квантовых свойств движения электронов проводимости в кристаллической решетке.
Теория исходит из предположения, что между электронами с энергиями, близкими к энергии Ферми, существует притяжения. Природа этого притяжения собственно для теории БКШ несущественная, главное, чтобы такое притяжение существовало. Причиной такого притяжения для низкотемпературных сверхпроводников является образование куперовских пар. Теория БКШ показала, что притяжение приводит к появлению энергетической щели в спектре элементарных возбуждений кристалла над уровнем электрохимического потенциала. Существование такой щели приводит к тому, что для розризву куперовских пары нужно затратить конечную энергию, а при низких температурах тепловое движение не может предоставить паре электронов такой энергии. Поэтому Куперовская пара движется в кристалле, не рассеиваясь ни на колебаниях кристаллической решетки, ни на примесях, объясняющая эффект сверхпроводимости.
Ширина щели в спектре элементарных возбуждений зависит от температуры, и при определенной температуре, уменьшается до нуля. При этой температуре происходит переход от сверхпроводящей к нормальной фазы. При нулевой температуре ширина щели зависит от таких факторов как амплитуда рассеяния электронов благодаря притяжению и плотности состояний на уровне электрохимического потенциала, близкого к энергии Ферми.
Подробное изложение теории громоздкий. Познакомиться с ним можно в оригинальных работах, представленных в источниках [1] [2] [3], а также, с использованием подхода Боголюбова, в книге по курсу теоретической физики [4].
Хотя теория БКШ не устанавливает верхнего предела для критической температуры перехода в сверхпроводящее состояние, считается, что для объяснения высокотемпературной сверхпроводимости, открытой в 1986 году, нужно искать дополнительные, доселе неизвестные механизмы.
Теорию БКШ построили в 1957 году Джон Бардин, Леон Купер и Джон Роберт Шриффер, по получивших Нобелевскую премию по физике за 1972 год.