Какие наблюдаемые указывают на конденсацию куперовских пар БКШ?

Этот вопрос действительно немного философский (или, возможно, этот ответ!)

Гораздо проще (и, вероятно, с научной точки зрения точнее) определить, когда система не является парой Купера по БКШ, чем сказать, когда она является парной . Мы можем сказать, что у нас есть доказательства того, что материал является сверхпроводником типа БКШ, но мы не можем сказать, что это так со 100% уверенностью. БКШ — это модель, и, конечно, в любом реальном материале будут отклонения из-за зонной структуры, электрон-электронных взаимодействий и т. д.

Есть многочисленные эксперименты, которые указывают на теорию сверхпроводимости БКШ и согласуются с ней. Конечно, наиболее заметным является пик Хебеля-Слихтера, предсказанный БКС. Кроме того, есть эксперименты по туннелированию Джайвера, которые показали равномерную (s-волновую) щель в плотности состояний. Есть также фононные удары во второй производной туннельных спектров, подробно проанализированные Макмилланом, которые наводят на мысль о фононном механизме. Затем есть эксперименты с квантованием потока и джозефсоновским туннелированием, которые показывают заряд$2e$квазичастицы. Конечно, этот последний пример также присутствует в нетрадиционных сверхпроводниках. Однако все они наводят на мысль о конденсации типа БКШ, если рассматривать их в целом.

Я действительно считаю, что этот вопрос в некотором смысле некорректен, потому что все эти экспериментальные сигнатуры, предсказанные BCS, не обязательно специфичны для BCS.

Большинство нетрадиционных сверхпроводников не соответствуют теории БКШ, потому что они нарушают одно или несколько предварительных требований для сверхпроводника БКШ, таких как:

1) Возникновение из нормального состояния ферми-жидкости

2) Будучи трехмерными металлами до сверхпроводящего перехода

3) Неблагоприятное воздействие магнитных примесей

4) не подвержен влиянию немагнитных примесей

5) Управляется фононами

6) Несколько других

Природа намного умнее нас, людей, и легко представить, что она придумывает гораздо более экзотические механизмы сверхпроводимости, которые соответствуют почти всем, кроме одного вопиющего отсутствия экспериментальной сигнатуры, которая, как мы считали, необходима для возникновения куперовского спаривания или конденсации.

Поэтому мы не должны спрашивать, является ли конкретный сверхпроводник сверхпроводником БКШ , а исследовать, можем ли мы найти доказательства того, что он не является сверхпроводником БКШ. Если рассматриваемый сверхпроводник продолжает проходить испытания, тем ближе мы к уверенности в том, что именно механизм типа БКШ отвечает за сверхпроводимость в конкретном материале.

Разве эффект близости не есть делокализация конденсата вне сверхпроводника? Затем можно исследовать этот эффект с помощью туннелирования (проба плотности состояния).

Вихрь также представляет собой неоднородность конденсата, которую можно легко визуализировать (СТМ, рентген, ...).

Ну, любую неоднородность можно увидеть, как я считаю. Но я не знаю эксперимента по исследованию стабильного, постоянного конденсата (в том, что я знаю, каждый раз нужен фазовый градиент).

Также возможно исследовать краевые токи, давно предложенные Лондоном (я не знаю ни о таком обнаружении, ни о реальном эксперименте).

РЕДАКТИРОВАТЬ: Хорошо, другой способ ответа, возможно, я неправильно понял вопрос. После прочтения этой темы , возможно, некоторые лучшие ответы будут такими:

1) Связь двух электронов с образованием связанного состояния, опосредованная фононом (а-ля Купер/Бардин и Шриффер). Так что в принципе его можно было бы генерировать фононными возбуждениями (это уже было сделано в 70-х, если я правильно помню)

2) Возникновение макроскопического квантового состояния из взаимодействующих электронов и создание квантового макроскопического состояния со всеми электронами, имеющими одну и ту же фазу. Так что в принципе можно было бы наблюдать рост жесткости фазы.

3) Возникновение щелевого возбуждения на уровне Ферми.

Но все равно считаю вопрос непонятным... :-( Ну как и положено в начале организовывать умы :-)

Этот ответ, который, по сути, не мой, предназначен для того, чтобы немного лучше понять, о чем на самом деле вопрос. Несколько дней назад я открывал книгу Фейнмана и вспомнил этот вопрос. Посмотрим, сможет ли Фейнман нам помочь :-)

Фейнман в своей книге "Статистическая физика - Набор лекций" написал раздел под названием 10.8 - Реальная проверка существования парных состояний и энергетической щели , который может вас заинтересовать.

Чтобы дать вам развитую там идею, позвольте мне скопировать несколько предложений:

Любое явление, в котором участвует рассеяние электронов, будет служить проверкой существования парных состояний. Примерами являются затухание фононов и парамагнитная релаксация. […]

При существовании парных состояний, предложенных в теории БКШ, рассеяние электрона$k\uparrow$индуцирует интерференцию со спаренным электроном$-k\downarrow$[…]

Теперь обсудим эксперименты с зазорами. […затем Фейнман описывает туннельный эксперимент для измерения DOS…]

Мне кажется, что Фейнман уловил суть парного конденсата Купера БКШ. Но мне также кажется, что именно это понятие является неясным.

Из туннелирования куперовских пар через джозефсоновские контакты/сквиды известно, что в сверхпроводниках существуют возбуждения, которые (а) имеют заряд ровно 2 заряда электрона и (б) находятся в конденсате. Таким образом, изучение колебаний в кальмаре переменного тока устанавливает наличие куперовских пар. Это не говорит нам о симметрии или подобном, но показывает нам, что существуют пары. Достаточно ли этого для ответа на этот вопрос?