超导与BCS理论

器材

• 带有自旋相反电子对的虚拟晶格
• 温度滑块 T/Tc
• 对密度滑块与模型参数
• 激发谱 $E(k)=\sqrt{\xi^2+\Delta^2}$ 图与 $\Delta(T)/\Delta(0)$ 读数

实验步骤

1. 观察库珀对与能隙

   将 T/Tc 设低（约 0.2）：画布上稳定出现自旋相反的电子对，谱图显示费米能级附近的禁戒区——激发一个准粒子至少需要能量 $\Delta$。

2. 升温越过相变点

   将 T/Tc 从 0 拖过 1：读数 $\Delta(T)/\Delta(0)$ 在 Tc 处降为 0，电子对解体，谱隙闭合——金属回到正常态。记录若干 (T/Tc, Δ/Δ(0)) 点以描绘能隙曲线。

3. 改变对密度并预测

   固定 T/Tc 低于 1，减小对密度滑块：对越少，模型中能隙越浅。预测密度 → 0 时的谱，并验证它回到自由抛物线 $E=|\xi|$。

模拟

实验历史

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