Tipologie di materiali superconduttori

giovedì, Ottobre 28th, 2021

Iniziamo ora ad introdurre la nomenclatura ed i parametri fondamentali che si utilizzano nel trattare la superconduttività. I dettagli delle interazioni quantistiche microscopiche nello stato superconduttore possono essere semplificati per mezzo di una funzione d'onda quantistica macroscopica Ψ tale che

è la densità delle coppie di elettroni superconduttori. La predetta funzione d'onda è nota come parametro d'ordine (complesso) ed è alla base del formalismo fenomenologico di Ginzburg - Landau per i superconduttori.

Due lunghezze caratteristiche derivano da questa teoria: la lunghezza di penetrazione magnetica, ξ, sulla quale avvengono le variazioni spaziali nel campo magnetico locale, e la lunghezza di coerenza superconduttiva, λ, ovvero la scala di lunghezza su cui hanno luogo le variazioni spaziali del parametro d'ordine (grosso modo, l'estensione spaziale di una coppia di elettroni superconduttori).
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Fusione fredda e superconduttività

domenica, Dicembre 23rd, 2018

Probabilmente è una triviale coincidenza, ma ripensando al modello-giocattolo di fusione fredda che abbiamo elaborato mi è venuto in mente che qualcosa del genere succede nel fenomeno della superconduttività, dove al posto delle coppie protone-protone, abbiamo le famose "coppie di Cooper" ovvero uno stato legato elettrone-elettrone. Nel mio caso avevo imposto l'autovalore del momento angolare nel moto relativo pari a zero, in modo da eliminare il potenziale centrifugo (che diverge per r->0, come r^(-2)). Il principio di esclusione fa il resto, ovvero "forza" i protoni nello stato di singoletto di spin (che poi è uno stato di Bell, ma questa è un'altra storia). Infatti, consultando il Landau (meccanica statistica), a pag. 199 si legge:

A questo punto, il meccanismo che regola il processo di fusione fredda è in realtà la condensazione di Bose-Einstein. Per essere più precisi, ogni singola coppia di protoni avendo spin totale nullo, compone un "gas di Bose" e come tale presenta il predetto fenomeno di degenerazione. L'unico problema è che la degenerazione si presenta in prossimità dello zero assoluto (precisamente, al di sotto di una temperatura critica), mentre la fusione fredda avviene a temperatura ambiente.