電子どうしは Coulomb 力で反発するのに,超伝導体の中では 2 個ずつ対(Cooper 対)を組みます.鍵は格子の遅い応答です:速い電子が通り過ぎると,重いイオンは遅れて引き寄せられ,電子が去ったあとに正電荷の濃い「跡」が残ります. 別の電子がその跡に引き寄せられれば,2 個の電子は直接には近づかないまま(Coulomb 斥力は 0.1 nm で遮蔽される),数十 nm 離れた距離で引力を感じます.①でこの過程を実空間のアニメーションで見ます(重い元素と軽い元素の違い,同位体効果). ②では対の大きさを BCS 極限から BEC 極限まで動かし,講義第 7 回スライド 34 の「超伝導の泡」― BCS 極限では巨大な泡が何十万個の電子を共有して重なり合い,BEC 極限では小さな分子になる ― と,熱揺らぎで対が壊れる様子を見ます. ③では Cooper 対の実空間波動関数を描きます.数式・導出・文献は解説ページへ.
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