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11. Supraleitung und die Anderson–Higgs-Verbindung

Kondensat und messbare Eigenschaften #

In konventioneller BCS-Theorie bilden Elektronen Cooper-Paare und ein kohärentes Kondensat. Nullwiderstand und Meissner-Effekt sind verschiedene Eigenschaften. Ein idealer Leiter besitzt nicht automatisch dieselbe magnetische Antwort wie ein Supraleiter.

Im schwachen BCS-Kopplungsbereich gilt

Δ(0)≃1.764 kBTc.\Delta(0)\simeq1.764\,k_BT_c.

Δ ist die Energielücke und Tc die kritische Temperatur. Dieses Verhältnis ist kein universelles Gesetz für jedes supraleitende Material.

London-Eindringtiefe #

Für eine ebene Oberfläche im lokalen London-Grenzfall

B(x)=B0e−x/λL,∇2B=B/λL2.B(x)=B_0e^{-x/\lambda_L},\qquad\nabla^2\mathbf B=\mathbf B/\lambda_L^2.

Bei x=λL ist B=B₀/e, nicht null. Die Kopplung eines Eichfelds an ein Kondensat kann seine Anregungen mit einer Lücke versehen: der Kern der Anderson–Higgs-Analogie. Ein Material besitzt aber ein bevorzugtes Ruhesystem, ein Gitter und endliche Dichte. Das Standardmodell-Vakuum ist kein wörtlicher Cooper-Paar-Supraleiter, und die Analogie gibt dem Vakuumphoton keine Ruhemasse.

Quellen und weiterführende Literatur #

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