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大话超导体  

2010-07-01 14:30:03|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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大话超导体
  50多年前(1957),Bardeen,Cooper,Schrieffer三人在解决常规超导的机制的时候,所处理的是复杂的电声子相互作用系统。他们采用的是一种非常简单的平均场方法,通过简洁的计算,就可以得到明确的超导态。从1986年发现高温超导体到现在,已经20多年过去了,高温超导的物理机制问题仍然没有解决。很多人认为,原因是强关联模型中的多体波函数很难求解。也就是说,从迄今得到的关联模型的数值多体波函数中,人们无法得到有关超导的明确信息。为什么严格的多体波函数计算不能给出超导态,而简单的BCS平均场计算却能给出超导态。
  任何理论模型都是一种理想化的,它是对系统进行合理的抽象和概括,以便于计算的逻辑体系。这种理论模型如果对概念稍微抽象和概括不好,就不是理想化的概念,虽然能便于计算,其结果将是南辕北辙。这是所有的物理学家没有想到的,他们只追求完美,自洽的数理逻辑理论体系,往往没有考虑到物理理论体系的抽象化概念必须能完美的概括才能进行数理推导。从相对论到近代规范场,弦论,及各种量子场论都是物理概念没有进行合理的概括和抽象或只是假设,其结果定是南辕北辙。经典的金属的导电理论,是将电子抽象为大量的自由电子,是合理的概括和抽象。我们知道电子在任何原子和分子中根本就不是自由状态,电磁相互作用将它们紧紧束缚在原子核分子中,形成各种各样的物质形态。电子的束缚态见《新原子模型》。
一金属导电的本质
在金属一维晶格中,A核发射到原子半径上的一个电子,这个电子绕A核转了n圈后又被电场力吸进A核。通电后,从A核发射到原子半径的电子偏离平衡位置进入B核。晶格的A,B,C,D,......不停的接收左方晶格发出的电子,自己晶格的电子又不停的又被右方晶格捕获,宏观上就形成导体的定向电流。
     由于电子和原子核不停的向外辐射光和热辐射等电磁波,表现为物质的热辐射。电子离开原子的瞬间,原子缺少一个电子屏蔽能量(光和热辐射)的作用,原子就向外多释放一些能量,表现为电流的热效应。晶格与晶格之间存在一定密度的能量,它对电子有阻碍作用。温度高,能量密度大,对电子阻碍作用就大,表现为温度升高电阻增大的现象。
二大话超导
   电子是费米子,这也是固体电子论的基本出发点。为什么费米子的系统也会出现宏观波函数,类似于玻色凝聚体呢?这就使科学家考虑电子可能通过配对成为玻色子,一直到1956年库珀提出了:在动量空间中,费米面上,一对自旋相反,动量相反的电子配对。这种配对就像身处两地的舞伴在同一首乐曲中跳舞。
       结合《新原子模型》和以上金属导电的本质定性的描述超导。当温度降到临界温度TC时,导体中的质子的NK(包裹质子的能量空间)缩小到NKC临界体积。质子NKC能量密度大大降低,它的膨胀力也大大减弱,它只能把电子发射到距离为rc的临界轨道上,使原子半径r减小到rc。原子的体积大大减小,使原子核外的电子密度急剧的增加,形成一个由电子紧紧包裹的原子实,从而形成一个静电屏蔽壳层。没有进入原子实的最外层一个电子被屏蔽到导体的最表层,在电场力作用下形成表面电流——迈斯纳效应,即二类超导体。
     结合上文,由于分子结构不同,电子和原子,原子核原子,电子和分子的关联强度不同,对于能形成超导的材料TC是不同的。但是,由以上原理做一个静电屏蔽环(带正电荷),来检验材料是否在较高的TC形成电子在导体表面的凝聚,就可以较方便在实际中找到超导材料。
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