2. Modèle microscopique de B.C.S.
L'état d'ordre supraconducteur est analogue à celui d'un solide ou d'un composé ferromagnétique. La « rigidité » du supraconducteur devant des perturbations électriques ou magnétiques conduit à la conductivité infinie et à l'effet Meissner. L'interaction attractive entre les électrons d'une paire peut être décrite schématiquement. Un électron de conduction se déplaçant dans le métal provoque sur son passage une déformation locale du réseau cristallin par l'attraction qu'il exerce sur les ions positifs. Un deuxième électron sera soumis à l'excédent de charge positive qui a fait écran à la charge négative du premier électron. Celui-ci se déplace beaucoup plus vite que les ions (plus lourds) : le deuxième électron sentira l'effet de la charge positive même quand le premier électron sera loin de lui. L'interaction entre les deux électrons a donc une grande portée. La température critique des supraconducteurs mous, dits à couplage fort, tels que le plomb, qui sont aussi de mauvais conducteurs à l'état normal, est élevée. Seule la fraction d'électrons dans une couche d'énergie de largeur ℏωD (énergie de Debye, caractéristique des vibrations du réseau) autour de l'énergie de Fermi va être couplée en paires.
La température critique d'un supraconducteur varie comme l'indique l'expression :
Elle augmente de façon très rapide avec N0, densité d'état des électrons au niveau de Fermi, et avec le potentiel attractif V entre électrons. La prédiction la plus spectaculaire de B.C.S. est l'existence dans le spectre d'excitations d'une bande d'énergie interdite de largeur 2Δ = 3,52 kBTc, prévue à partir des mesures de chaleur spécifique à basse température qui s'annule comme
Giaever (1960) appliqua ses ré […]
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