Techniklexikon

Cooper-Paar

Elektronenpaar, ein 1956 von L.N. Cooper theoretisch vorhergesagter gebundener Zustand zweier Elektronen mit entgegengesetztem Impuls und Spin (,) in Supraleitern. Dieser Zustand existiert für jede beliebige schwach attraktive Wechselwirkung zwischen den beiden Elektronen, sofern diese sich energetisch ausserhalb der gefüllten und damit blockierten Fermi-Kugel aufhalten. Cooper wollte damit die experimentell beobachtete Energielücke erklären (Energielücke eines Supraleiters), jedoch erwies sich die berechnete Paarbindungsenergie als viel zu gering. Erst die im Rahmen der BCS-Theorie berücksichtigte, durch das Pauli-Prinzip erzwungene Korrelation der individuellen Paare zu einer Paargesamtheit führte zum richtigen Ansatz. Dennoch bleibt die Grundidee der Elektronenpaarung von zentraler Bedeutung für das Verständnis der Supraleitung. Zahlreiche Experimente, vor allem zur Flussquantisierung, haben die Paarhypothese eindeutig belegt. Dies gilt auch für die Hochtemperatur-Supraleiter.