Theory of High Temperature Superconductivity

آزمایش‌های کوانتیزه‌سازی شار نشان می‌دهند که حامل‌ها، جفت‌های کوپر (جفت‌ها)، در ابرجریان دارای قدر بار 2e هستند و به‌طور مستقل حرکت می‌کنند. تداخل جوزفسون در دستگاه نفوذ کوانتومی ابررسانا (SQUID) نشان می‌دهد که مراکز جرم (CM) جفت‌ها به صورت بوزون‌هایی با رابطه پراکندگی خطی حرکت می‌کنند. بر اساس این شواهد، ما یک تئوری ابررسانایی را در مواد متعارف و مواد از یک دیدگاه یکپارچه توسعه می‌دهیم. ما به دنبال باردین، کوپر و شریفر (BCS) جاذبه تبادل فونون را علت ابررسانایی می‌دانیم. با این حال، برای ابررساناهای کوپرات، ما تبادل فونون نوری و صوتی را در نظر می گیریم. BCS با هامیلتونی حاوی انرژی جنبشی "الکترون" و "حفره" شروع شد و یک برهمکنش جفتی با متغیرهای فونون حذف شد. این "الکترون ها" و "حفره ها" به طور رسمی در قالب یک مدل الکترون آزاد معرفی شدند که ما آن را رضایت بخش نمی دانیم. ما «الکترون‌ها» و «حفره‌ها» را برحسب انحنای سطح فرمی تعریف می‌کنیم. «الکترون‌ها» (1) و «حفره‌ها» (2) متفاوت هستند و بنابراین با جرم‌های مؤثر متفاوتی نسبت داده می‌شوند: بلات، شافروت و باتلر پیشنهاد کردند که ابررسانایی را بر اساس تراکم بوز-انیشتین (BEC) از جفت‌های الکترون توضیح دهند. دارای جرم M و اندازه سیستم بوزون های جرم آزاد که دارای یک رابطه پراکندگی درجه دوم هستند و در سه بعدی حرکت می کنند (3D) تحت یک انتقال BEC در جایی که چگالی جفت است.

Flux quantization experiments indicate that the carriers, Cooper pairs (pairons), in the supercurrent have charge magnitude 2e, and that they move independently. Josephson interference in a Superconducting Quantum Int- ference Device (SQUID) shows that the centers of masses (CM) of pairons move as bosons with a linear dispersion relation. Based on this evidence we develop a theory of superconductivity in conventional and mate- als from a unified point of view. Following Bardeen, Cooper and Schrieffer (BCS) we regard the phonon exchange attraction as the cause of superc- ductivity. For cuprate superconductors, however, we take account of both optical- and acoustic-phonon exchange. BCS started with a Hamiltonian containing “electron” and “hole” kinetic energies and a pairing interaction with the phonon variables eliminated. These “electrons” and “holes” were introduced formally in terms of a free-electron model, which we consider unsatisfactory. We define “electrons” and “holes” in terms of the cur- tures of the Fermi surface. “Electrons” (1) and “holes” (2) are different and so they are assigned with different effective masses: Blatt, Schafroth and Butler proposed to explain superconductivity in terms of a Bose-Einstein Condensation (BEC) of electron pairs, each having mass M and a size. The system of free massive bosons, having a quadratic dispersion relation: and moving in three dimensions (3D) undergoes a BEC transition at where is the pair density.