Supraconductivité et théorie BCS

Matériel

• Réseau cristallin virtuel avec paires d’électrons de spins opposés
• Curseur de température T/Tc
• Curseur de densité de paires et paramètre du modèle
• Graphe du spectre $E(k)=\sqrt{\xi^2+\Delta^2}$ et affichage $\Delta(T)/\Delta(0)$

Protocole

1. Observer les paires de Cooper et le gap

   Réglez T/Tc bas (≈ 0,2) : des paires d’électrons de spins opposés apparaissent stablement, et le spectre montre une zone interdite autour du niveau de Fermi — l’excitation d’une quasiparticule coûte au moins $\Delta$.

2. Élever la température au-delà de la transition

   Montez T/Tc de 0 jusqu’au-delà de 1 : l’affichage $\Delta(T)/\Delta(0)$ tombe à 0 à Tc, les paires se brisent et le gap se ferme — le métal repasse à l’état normal. Notez quelques points (T/Tc, Δ/Δ(0)) pour tracer la courbe du gap.

3. Modifier la densité de paires et prédire

   Fixez T/Tc < 1 et baissez la densité de paires : moins de paires signifie un gap plus faible dans le modèle. Prédisez le spectre quand la densité → 0 et vérifiez qu’il revient à la parabole libre $E=|\xi|$.

Simulation

Histoire de l’expérience

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