Cooper-Paare

Cooper-Paare, in der Physik Elektronenpaare, die den elektrischen Strom in Supraleitern tragen.

Entsprechend der Theorie von John Bardeen, Leon Cooper und John Schrieffer (Nobelpreis 1972), der BCS-Theorie der Supraleitfähigkeit, sind nicht einzelne Elektronen sondern Paare aneinandergebundener Elektronen mit entgegengerichtetem Spin für den Ladungstransport in Supraleitern verantwortlich. Die Bildung von Elektronenpaaren geschieht durch eine indirekte Wechselwirkung und ähnelt der „Bindung” zweier Körper, die sich unter dem Einfluss der Schwerkraft auf einer horizontalen Gummimatte aufeinander zubewegen. Cooper-Paare sind weit ausgedehnte Gebilde, sie können sich bis zu einem Mikrometer (abgekürzt: µm) voneinander entfernen, also etwa dem 10 000fachen des Abstandes zweier Ionen im Kristall. Ihre Bindung ist schwach und kann durch die thermische Bewegung bei nur wenigen Graden über dem (absoluten) Nullpunkt aufgebrochen werden. Mit diesem Aufbruch des Cooper-Paares ist der Übergang zum normalleitenden Zustand an der Sprungtemperatur der Supraleiter verknüpft. Cooper-Paare sind Bosonen und können sich in einem gemeinsamen Quantenzustand anordnen, in dem verlustfreies Fließen des Stromes stattfindet.