フェルミ超流動とは? わかりやすく解説

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フェルミ超流動

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/11/19 00:31 UTC 版)

フェルミ凝縮」の記事における「フェルミ超流動」の解説

フェルミ粒子超流動作ることはボース粒子よりもかなり難しい。なぜなら、パウリの排他原理により複数フェルミ粒子は同じ量子状態占有することができないためである。しかしながらフェルミ粒子から超流動形成できるであろう良く知られ機構存在する。これは、1957年ジョン・バーディーンレオン・クーパー、およびロバート・シュリーファーによって超伝導説明するために提唱されBCS転移である。これらの著者は、ある温度以下で(フェルミ粒子である)電子クーパー対として知られる束縛状態形成する対になることができること示した固体イオン格子を伴う衝突クーパー対を壊すのに十分なエネルギー供給できない限り電子流体エネルギー消散せずに流動することができる。その結果、それは超流動となり、その電子流れ物体超伝導体となる。 BCS理論は、超伝導記述することに成功したBCS論文公開されるとすぐ、ヘリウム3原子のような電子以外のフェルミ粒子によって構成され流体においても同様の現象生じることが、理論家たちによって提唱された。これらの思索は、1971年ダグラス・D・オシェロフによる実験ヘリウム3が0.0025 K以下で超流動になることを示したことによって確証された。そして、ヘリウム3超流動BCS理論同様の機構によって生じることがすぐに検証された。 ヘリウム3超流動理論は、超伝導BCS理論よりも若干複雑である。この複雑性は、ヘリウム原子電子よりもお互い反発が非常に強いことに起因している。しかし基本的な考え方は同じである。

※この「フェルミ超流動」の解説は、「フェルミ凝縮」の解説の一部です。
「フェルミ超流動」を含む「フェルミ凝縮」の記事については、「フェルミ凝縮」の概要を参照ください。

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