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BCS-Theorie

Index BCS-Theorie

Die BCS-Theorie ist eine Vielteilchentheorie zur Erklärung der Supraleitung in Metallen, die 1957 von John Bardeen, Leon Neil Cooper und John Robert Schrieffer entwickelt wurde.

52 Beziehungen: Absoluter Nullpunkt, Antisymmetrische Funktion, Atomkern, Atomrumpf, Bindungsenergie, Bose-Einstein-Kondensat, Bose-Einstein-Statistik, Boson, Cooper-Paar, Coulombsches Gesetz, Debye-Modell, Elektrische Stromdichte, Elektrischer Widerstand, Elektron, Elektronengas, Fermi-Dirac-Statistik, Fermi-Fläche, Fermion, Festkörper, Georg Bednorz, Gitter, Gitterschwingung, Grundzustand, Hochtemperatursupraleiter, Ideales Fermigas, Ion, Isotop, John Bardeen, John Robert Schrieffer, Karl Alexander Müller, Keramik, Leon Neil Cooper, Magnetismus, Meißner-Ochsenfeld-Effekt, Metalle, Meter, Multiplizität, Nobelpreis für Physik, Pauli-Prinzip, Phonon, Polarisation, Postulat, Quant, Quantisierung (Physik), Spin, Sprungtemperatur, Störstelle, Supraleiter, Symmetrische Funktion, Vielteilchentheorie, ..., Wellenfunktion, 1957. Erweitern Sie Index (2 mehr) »

Absoluter Nullpunkt

Der absolute Nullpunkt bezeichnet den unteren Grenzwert für die Temperatur, also die tiefstmögliche Temperatur, die nur theoretisch erreicht und nicht unterschritten werden kann.

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Antisymmetrische Funktion

Eine antisymmetrische Funktion oder schiefsymmetrische Funktion ist in der Mathematik eine Funktion mehrerer Variablen, bei der die Vertauschung zweier Variablen das Vorzeichen der Funktion umkehrt.

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Atomkern

Schematische Darstellung des Atoms (nicht maßstäblich, sonst wäre der untere Pfeil ca. 100 m lang). Der Atomkern ist der innerste, positiv geladene Teil eines Atoms.

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Atomrumpf

Der Atomrumpf ist ein Atom ohne Außenelektronen.

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Bindungsenergie

Bindungsenergie muss aufgebracht werden, um ein gebundenes System aus zwei oder mehr Bestandteilen (beispielsweise ein Molekül, ein Atom, einen Atomkern oder auch einen ganzen Himmelskörper oder Galaxienhaufen), die durch Anziehungskräfte zusammengehalten werden, in seine Bestandteile zu zerlegen.

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Bose-Einstein-Kondensat

Das Bose-Einstein-Kondensat (nach Satyendranath Bose und Albert Einstein; Abkürzung BEK, BEC) ist ein extremer Aggregatzustand eines Systems ununterscheidbarer Teilchen, in dem sich der überwiegende Anteil der Teilchen im selben quantenmechanischen Zustand befindet.

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Bose-Einstein-Statistik

Besetzungszahl \langle n \rangle als Funktion der Energie E - \mu für Bosonen ('''Bose-Einstein-Statistik, obere Kurve''') bzw. Fermionen (Fermi-Dirac-Statistik, untere Kurve), jeweils im Spezialfall der Wechselwirkungsfreiheit und bei konstanter Temperatur T > 0. Das chemische Potential \mu ist ein Parameter, der von Temperatur und Dichte abhängt; im Bose-Fall ist es immer kleiner als die Energie und würde im Grenzfall der Bose-Einstein-Kondensation verschwinden; im Fermi-Fall dagegen ist es positiv, bei T.

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Boson

Skalarbosonen (gelb) Bosonen (nach dem indischen Physiker Satyendranath Bose) sind alle Teilchen, die sich gemäß der Bose-Einstein-Statistik verhalten, in der u. a.

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Cooper-Paar

Leon Neil Cooper, Erstbeschreiber Als Cooper-Paare werden paarweise Zusammenschlüsse von beweglichen Elektronen in speziellen Materialien bezeichnet.

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Coulombsches Gesetz

Das coulombsche Gesetz oder Coulomb-Gesetz ist die Basis der Elektrostatik.

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Debye-Modell

Das Debye-Modell beschreibt eine Methode, mit der sich der Beitrag der quantisierten Schwingungen in Kristallgittern, der Phononen, zur Wärmekapazität eines kristallinen Festkörpers berechnen lässt; es stellt sich u. a.

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Elektrische Stromdichte

Die elektrische Stromdichte (Formelzeichen \vec J (so in), auch \vec \jmath oder \vec S) kennzeichnet, wie dicht zusammengedrängt ein elektrischer Strom fließt.

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Elektrischer Widerstand

Der elektrische Widerstand ist in der Elektrotechnik ein Maß dafür, welche elektrische Spannung erforderlich ist, um eine bestimmte elektrische Stromstärke durch einen elektrischen Leiter (Bauelement, Stromkreis) fließen zu lassen.

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Elektron

Das Elektron (IPA:,; von „Bernstein“) ist ein negativ geladenes stabiles Elementarteilchen.

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Elektronengas

In der Festkörperphysik bezeichnet der Begriff Elektronengas eine Modellvorstellung für die frei beweglichen Elektronen im Leitungsband bzw.

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Fermi-Dirac-Statistik

Die Fermi-Dirac-Statistik (nach dem italienischen Physiker Enrico FermiEnrico Fermi: Zur Quantelung des einatomigen idealen Gases. In: Zeitschrift für Physik. Band 36, 1926, S. 902–912, doi:10.1007/BF01400221. (1901–1954) und dem britischen Physiker Paul Dirac (1902–1984)) ist ein Begriff der physikalischen Quantenstatistik.

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Fermi-Fläche

Die Fermi-Fläche (benannt nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi) ist eine mathematische Konstruktion, die in der Festkörperphysik zur Beschreibung der Energiezustände der Elektronen eines Metalls benutzt wird.

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Fermion

Standardmodell: Fermionen in lila und grün Fermionen (benannt nach Enrico Fermi) sind im physikalischen Sinne alle Teilchen, die der Fermi-Dirac-Statistik genügen.

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Festkörper

Teilchenmodell eines kristallinen Festkörpers Quasiperiodischer Kristall, wie sie der Nobelpreisträger für Chemie (2011) Dan Shechtman untersuchte. Festkörper (auch Feststoff) bezeichnet in den Naturwissenschaften Materie im festen Aggregatzustand.

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Georg Bednorz

Johannes Georg Bednorz (2009) Johannes Georg Bednorz (* 16. Mai 1950 in Neuenkirchen im Kreis Steinfurt) ist ein deutscher Mineraloge und Physiker.

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Gitter

Gitterzaun in Madrid, Spanien Ein Gitter ist eine gitterförmige Anordnung länglicher Teile in gleichmäßigen Abständen, die zur Absperrung (Absperrgitter) gegen Menschen, Tiere oder Fremdkörper dienen kann.

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Gitterschwingung

Gitterschwingung der Wellenlänge \lambda Als Gitterschwingungen werden die in Kristallen sich fortpflanzenden Schwingungen der Teilchen bezeichnet, obwohl es eigentlich Wellen mit jeweiligen Wellenzahlen sind („Gitter“ steht hier für das Kristallgitter).

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Grundzustand

Der Grundzustand eines quantenmechanischen oder quantenfeldtheoretischen Systems ist dessen Zustand mit der geringstmöglichen Energie (siehe auch Energieniveau).

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Hochtemperatursupraleiter

Ein HTSL-Kristall vom Typ BSCCO, die beiden Linien im Hintergrund haben 2 mm Abstand Hochtemperatursupraleiter (HTSL), auch HTc, sind Materialien, deren Supraleitfähigkeit – anders als bei konventionellen Supraleitern – nicht durch die Elektron-Phonon-Wechselwirkung zustande kommt.

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Ideales Fermigas

Als Fermigas (nach Enrico Fermi, der es 1926 erstmals vorstellte) bezeichnet man in der Quantenphysik ein System identischer Teilchen vom Typ Fermion, die in großer Anzahl vorliegen, so dass man sich zur Beschreibung auf statistische Aussagen (beispielsweise zu Temperatur, Druck, Teilchendichte) beschränkt.

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Ion

'''Lithium-Ion Li+''': Den drei rot gefärbten Protonen im übergroß dargestellten Atomkern stehen zwei blau dargestellte Elektronen gegenüber. Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Atom oder Molekül.

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Isotop

beta-plus-radioaktives Isotop. Als Isotope (von ísos „gleich“ und τόπος tópos „Ort, Stelle“) bezeichnet man die verschiedenen Atomarten desselben chemischen Elements.

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John Bardeen

John Bardeen, 1956 Nachbau des ersten Transistors von Shockley, Bardeen und Brattain Eine Gedenktafel an Bardeen und die Theorie der Supraleitfähigkeit auf dem Campus der University of Illinois at Urbana-Champaign John Bardeen (* 23. Mai 1908 in Madison, Wisconsin; † 30. Januar 1991 in Boston) war ein US-amerikanischer Physiker und zweifacher Nobelpreisträger der Physik.

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John Robert Schrieffer

John Robert Schrieffer (Foto undatiert) John Robert Schrieffer (* 31. Mai 1931 in Oak Park, Illinois; † 27. Juli 2019 in Tallahassee, Florida) war ein amerikanischer Physiker.

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Karl Alexander Müller

Alex Müller (2001) Karl Alexander Müller, genannt Alex Müller (* 20. April 1927 in Basel; † 9. Januar 2023 In: Swissinfo.ch, 17. Januar 2023. in Zürich In: Universität Zürich, 17. Januar 2023 (Nachruf).) war ein Schweizer Physiker, der im Jahr 1987 zusammen mit Georg Bednorz den Nobelpreis für Physik erhielt «für ihre bahnbrechende Entdeckung von Supraleitung in keramischen Materialien».

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Keramik

Der Begriff Keramik, auch keramische Massen, bezeichnet in der Fachsprache eine Vielzahl anorganischer nichtmetallischer Werkstoffe, die grob in die Typen Irdengut, Steingut, Steinzeug, Porzellan und Sondermassen unterteilt werden können (siehe auch Klassifikation keramischer Massen).

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Leon Neil Cooper

Leon Cooper, 2007 Leon Neil Cooper (* 28. Februar 1930 in New York) ist ein US-amerikanischer Physiker.

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Magnetismus

Magnetfeld eines idealen zylindrischen Magneten mit der Symmetrieachse in der Bildebene Der Magnetismus ist eine physikalische Erscheinung, die sich unter anderem als Kraftwirkung zwischen Magneten, magnetisierten bzw.

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Meißner-Ochsenfeld-Effekt

flüssigem Stickstoff gekühlten Hochtemperatursupraleiter (ca. −200 °C). Unter dem Meißner-Ochsenfeld-Effekt versteht man die Eigenschaft von Supraleitern, in der Meißner-Phase (Supraleiter 1. Art) ein von außen angelegtes magnetisches Feld vollständig aus ihrem Inneren zu verdrängen.

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Metalle

Metalle (von „Bergwerk, Erz, Metall“) bilden diejenigen chemischen Elemente, die sich im Periodensystem der Elemente links und unterhalb einer Trennungslinie von Bor bis Astat befinden.

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Meter

Der Meter ist die Basiseinheit der Länge im Internationalen Einheitensystem (SI) und in anderen metrischen Einheitensystemen.

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Multiplizität

Unter Multiplizität oder Entartungsgrad versteht man in der Quantenmechanik die Anzahl der orthogonalen Zustände, die zu einer bestimmten Observablen einen bestimmten Eigenwert gemeinsam haben.

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Nobelpreis für Physik

Der Nobelpreis für Physik (Schwedisch) gilt als die höchste Auszeichnung von Leistungen auf dem Gebiet der Physik.

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Pauli-Prinzip

Das Pauli-Prinzip (auch Pauli-Verbot oder Paulisches Ausschließungsprinzip) ist ein physikalisches Gesetz, das sich in der Quantenphysik auswirkt.

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Phonon

Ein Phonon ist die elementare Anregung (Quant) des elastischen Feldes.

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Polarisation

stehenden Welle auf einem Gummifaden. Im Vordergrund wird das Ende des Fadens durch das Futter einer Bohrmaschine im Kreis geführt. Dadurch entsteht eine zirkuläre Schwingung. Zwei parallele Metallstangen erlauben eine freie Bewegung des Gummis in waagerechter, nicht aber in senkrechter Richtung. Dadurch schwingt das Gummi hinter den Stangen nur noch in einer Ebene. Dies entspricht linearer Polarisation. Die Polarisation einer Transversalwelle beschreibt die Richtung ihrer Schwingung.

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Postulat

Als Postulat (von, Gefordertes, Erbetenes, vor Gericht Beanspruchtes oder Behauptetes) wird ein Grundsatz für eine Diskussion, eine Theorie oder ein formales System bezeichnet, der keine neuen Terme einführt, aber nicht aus den gegebenen Definitionen abgeleitet werden kann.

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Quant

In der Physik wird unter Quant (von ‚wie groß‘, ‚wie viel‘) ein Objekt verstanden, das durch einen Zustandswechsel in einem System mit diskreten Werten einer physikalischen Größe erzeugt wird.

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Quantisierung (Physik)

Quantisierung ist bei der theoretischen Beschreibung eines physikalischen Systems der Schritt, bei dem Ergebnisse, Begriffe oder Methoden der klassischen Physik so abgeändert werden, dass quantenphysikalische Beobachtungen am System richtig wiedergegeben werden.

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Spin

Spin (von ‚Drehung‘, ‚Drall‘) ist in der Teilchenphysik der Eigendrehimpuls von Teilchen.

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Sprungtemperatur

Als Sprungtemperatur oder kritische Temperatur (T_\mathrm) (Engl. transition temperature oder critical temperature) bezeichnet man die Temperatur, unterhalb der ein System von quantenmechanischen Effekten dominiert wird.

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Störstelle

Als Störstelle wird in der Festkörperphysik und Werkstoffwissenschaft ein fehlendes Atom (Leerstellen) oder ein Substitutionsatom (nulldimensionale Gitterfehler) in einem (hochreinen) Kristall bezeichnet, das heißt, sie sind eine Störung der regulären Kristallgitterstruktur.

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Supraleiter

flüssigem Stickstoff gekühlten Hoch­temperatursupraleiter (ca. −197 °C)Ein keramischer Hochtemperatur­supraleiter schwebt über Dauermagneten Supraleiter sind Materialien, deren elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der sogenannten Sprungtemperatur praktisch Null wird.

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Symmetrische Funktion

Eine symmetrische Funktion ist in der Mathematik eine Funktion mehrerer Variablen, bei der die Variablen untereinander vertauscht werden können, ohne den Funktionswert zu verändern.

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Vielteilchentheorie

In der statistischen Mechanik und theoretischen Festkörperphysik ist die Vielteilchentheorie (englisch many-body theory) die quantenmechanische Beschreibung einer sehr großen Zahl miteinander wechselwirkender Mikroteilchen (Bosonen, Fermionen) und ihres kollektiven Verhaltens.

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Wellenfunktion

Die Wellenfunktion, meist als mathematische Funktion von Ort und Zeit \psi(\vec r,t) geschrieben, gibt in der Wellenmechanik den quantenmechanischen Zustand eines Systems aus Teilchen, oft auch nur eines Elementarteilchens, an.

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1957

Mit dem Sputnik-Satelliten begann 1957 das Zeitalter der Raumfahrt.

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Leitet hier um:

Bardeen-Cooper-Schrieffer, Bardeen-Cooper-Schrieffer-Theorie.

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