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安德烈夫反射(Andreev reflection)是描述一個電子入射超導體(S)和正常金屬(N)之現象,是由俄國物理學家亞歷山大·F·安德烈夫首度發現。當電子過入射超導體和正常金屬之間時,在正常金屬這邊會形成一個與之前入射電子自旋相反的電洞,而在超導體的另一邊會形成一個庫柏對(兩個自旋不同電子糾纏在一起狀態) 所謂正常金屬, 這裡指在費米面附近, 相反自旋態密度相同的金屬


中文名:安德烈夫反射

外文名Andreev reflection

提出者亞歷山大·F·安德烈夫

應用學科物理學

適用領域範圍:超導體

適用領域範圍:原子物理


超導體

超導體(superconductor),指可以在在特定溫度以下,呈現電阻為零的導體。零電阻和完全抗磁性是超導體的兩個重要特性。超導體電阻轉變為零的溫度,稱為超導臨界溫度,據此超導材料可以分為低溫超導體和高溫超導體。這裡的「高溫」是相對於絕對零度而言的,其實遠低於冰點攝氏0℃。科學家一直在尋求提高超導材料的臨界溫度,高溫超導體的最高溫度記錄是馬克普朗克研究所的203K(-70°C)。因為零電阻特性,超導材料在生成強磁場方面有許多應用,如MRI核磁共振成像等。

自旋

量子力學中,自旋(英語:Spin)是粒子所具有的內稟性質,其運算規則類似於經典力學的角動量,並因此產生一個磁場。雖然有時會與經典力學中的自轉(例如行星公轉時同時進行的自轉)相類比,但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉,是物體對於其質心的旋轉,比如地球每日的自轉是順着一個通過地心的極軸所作的轉動。

首先對基本粒子提出自轉與相應角動量概念的是1925年由拉爾夫·克羅尼希喬治·烏倫貝克山繆·古德斯密特三人所開創。他們在處理電子的磁場理論時,把電子想象為一個帶電的球體,自轉因而產生磁場。後來在量子力學中,透過理論以及實驗驗證發現基本粒子可視為是不可分割的點粒子,所以物體自轉無法直接套用到自旋角動量上來,因此僅能將自旋視為一種內稟性質,為粒子與生俱來帶有的一種角動量,並且其量值是量子化的,無法被改變(但自旋角動量的指向可以透過操作來改變)。

自旋對原子尺度的系統格外重要,諸如單一原子質子電子甚至是光子,都帶有正半奇數(1/2、3/2等等)或含零正整數(0、1、2)的自旋;半整數自旋的粒子被稱為費米子(如電子),整數的則稱為玻色子(如光子)。複合粒子也帶有自旋,其由組成粒子(可能是基本粒子)之自旋透過加法所得;例如質子的自旋可以從夸克自旋得到。[1]


參考文獻

  1. [de Gennes, P. G. (1966). Superconductivity of Metals and Alloys. New York: W. A. Benjamin. ISBN 978-0-7382-0101-6.]