超伝導体の軌道電子や原子核の状態

超伝導体の自由電子は、ボゾンになり、揃った状態になります。
超伝導体の軌道電子や原子核の中は、通常の状態（超伝導でない状態）と比較して、何らかの変化は起きているのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： konjii 回答日時： 2021/01/11 08:02

電子2個だけを考えます。

↑↑→⇅はパウリの排他原理で起きません。量子力学で言えば、
前後で、スピンの対称性が異なるので遷移禁制です。しかし、
3重項から１重項へは燐光と言う形で観測されます。
これは、電子-格子相互作用を介して（いわゆる、摂動）があって、
起きるとされています。この摂動は、光子より小さいエネルギー
で、格子を揺する程度（振動～音）なのでフォノンと呼んでいます。
最後に、
超伝導体の軌道電子や原子核の中は、通常の状態（超伝導でない状態）と比較して、何らかの変化は起きていません。
は私の勝手な思い込みです。実験等での確認はされていません。

この回答へのお礼

＞格子を揺する程度（振動～音）なのでフォノンと呼んでいます。

わかりました。

”結晶格子に歪みが起こります(フォノン)。 歪んだ部分においては他の部分に比べて正の電荷に偏っているので、別の電子がその偏った場所に有効的な引力を感じます。”らしいです。

但し、フォノンだけではなく ”高温超伝導体においては、クーパー対を作る引力は電子-格子相互作用ではなく、電子の持つスピンが隣同士で反平行になろうとするスピン揺らぎであると言われています。”もあるらしいですね。

超伝導のメカニズムが何種類もあるのは、変な気がします。

http://www.rover.nuap.nagoya-u.ac.jp/research_in …

超伝導体の軌道電子や原子核の中は、通常の状態（超伝導でない状態）と比較して、何らかの変化は起きているか？につきましては、少なくとも、格子を揺する程度（振動～音）なのでフォノンが発生しているので、通常の状態（超伝導でない状態）とは異なっているようですね。

お礼日時：2021/01/11 10:42

No.1 回答者： konjii 回答日時： 2021/01/10 16:05

超伝導体の軌道電子や原子核の中は、通常の状態（超伝導でない状態）と比較して、何らかの変化は起きていません。

超伝導体の自由電子の動きにくさを、抵抗と言います。
動きにくくしているのは、自由電子のスピンと超伝導体の軌道電子や原子核との相互作用があるからです。自由電子が対になって、スピンがゼロになれば相互作用が無くなって、抵抗も無くなる訳ですが。パウリの排他原理で
凝集する事ができません。しかし、実際には冷却すると超伝導体になるので
自由電子はポゾンになっていると考えられます。
この理論はBCS理論と呼ばれます。湯川博士は中間子理論を提唱したように
BCS理論では、電子-格子相互作用を介して電子同士がフォノンを仮想的に交換することによって、電子同士に引力が働くと考えています。この結果
電子対が出来て、スピンはゼロになっています。

この回答へのお礼

>BCS理論では、電子-格子相互作用を介して電子同士がフォノンを仮想的に交換することによって、電子同士に引力が働くと考えています。

フォノン→フォトン（光子）
ではないでしょうか？

＞電子対が出来て、スピンはゼロになっています。

電子対によって、電気抵抗ゼロになることはわかりました。

＞超伝導体の軌道電子や原子核の中は、通常の状態（超伝導でない状態）と比較して、何らかの変化は起きていません。

何も起きてないことは、実験や理論で、確認されているのでしょうか？
軌道電子や原子核が、例えばある種の相転移など状態が通常とは別物に変化している可能性はないのでしょうか？
それは「ない」と実験や理論で、証明されているのでしょうか？

お礼日時：2021/01/10 17:33