쿨롱 반발

단념하지 않고 Bardeen은 이번에는 David Pines라는 젊은 동료와 함께 문제를 다시 공격했습니다. 그리고 그들은 함께 단순화된 모델에서 격자 진동과 쿨롱 반발이 모두 발생할 경우 금속에서 전자가 서로 어떻게 상호 작용하는지 설명할 수 있었습니다. 계산 시작부터 포함됩니다. 결정적으로 그들은 전자의 차폐 효과를 포함하면 쿨롱 반발이 그다지 문제가 되지 않으며 특정 조건에서 전자 사이에 매력적인 상호 작용을 얻을 수 있다는 것을 발견했습니다. 이론적 모델이 가까워지고 있었지만 아직 거기에 도달한 것은 아닙니다.

Bardeen은 또한 Brian Pippard라는 이름으로 케임브리지에서 일하는 젊은 물리학자의 연구에 깊은 인상을 받았습니다. 전시에 레이더 연구에 복무한 후 Pippard는 극초단파 주파수에서 초전도체의 표면 저항을 측정하는 작업을 했으며 1950년에는 자기장의 함수로 런던 침투 깊이를 추출하기 시작했습니다. 그는 이러한 측정을 통해 자기장이 침투한 얇은 층뿐만 아니라 표면 아래의 상당히 두꺼운 층에서 발생하는 초전도체의 변화가 있음을 추론했습니다.

Pippard는 초전도성이 없는 영역에서 측정하여 초전도성이 켜지는 데 필요한 거리를 나타내는 일관성 길이라고 하는 새로운 길이 척도를 제안했습니다. 따라서 초전도 영역과 비초전도 영역 사이에 날카로운 경계면을 갖는 것은 불가능합니다. 전이는 일관성 길이와 관련된 두께의 전이 층에서 점진적으로 발생해야 합니다. 그런 다음 Pippard는 ‘비국소적’인 런던 방정식의 일반화를 제안했습니다. 가정) 그러나 결맞음 길이에 의해 결정된 부피 내 근처의 자기장에 있습니다. 이러한 아이디어는 합금의 거동에 관한 새로운 결과를 밝히는 데 도움이 되었습니다.

이론적 모델

1950년대 중반 Bardeen은 올바른 유형의 이론적 모델을 사용하면 Pippard가 제안한 유형의 잘 정의된 일관성 길이로 초전도 상태를 추론할 수 있어야 한다고 느끼기 시작했습니다. 그러나 이를 달성하기 위해서는 입자 물리학에 상당한 영향을 미쳤던 최근에 개발된 ‘도식 기법'(Richard Feynman의 작업에서 시작됨)을 포함하여 양자장 이론의 전체 기계를 활용하는 것이 필요할 것입니다. 이것은 Bardeen이 가지고 있지 않은 전문 지식이었습니다. David Pines는 Princeton에서 일하기 위해 Illinois를 떠났고 Bardeen은 새로운 협력자를 한두 명 찾아야 했습니다. 그래서 그는 프린스턴 에서 박사후 과정을 밟고 있던 Leon Cooper를 고용했습니다 . 그런 다음 Bardeen의 박사 과정 학생 인 Robert Schrieffer와 함께 세 사람은 문제에 대해 집중적으로 작업하기 시작했습니다.

페르미 바다

초기 돌파구는 Cooper’s였습니다. 상호 작용하는 많은 전자의 전체 문제는 너무 복잡해 보였기 때문에 대신 그는 서로 상호 작용하는 두 개의 전자에만 집중하고 다른 모든 전자는 소위 ‘ 페르미 바다 ‘에서 제자리에 ‘동결’되었습니다. 1956년에 장 이론의 방법을 사용하여 쿠퍼는 전자 사이의 임의의 작은 인력이 두 전자가 페르미 바다 에서 싱글톤으로 떠다니는 것보다 함께 쌍을 이루는 데 더 적은 에너지를 소모할 수 있음을 보여줄 수 있었습니다 . 따라서 그는 현재 쿠퍼 쌍이라고 불리는 전자 쌍이 안정된 실체임을 보여주었습니다. 쿠퍼는 약한 인력 상호작용이 일어날 수 있는 어떤 방법이 있는 한, 그것이 극도로 작더라도 시스템이 ‘짝짓기에 대해 불안정’하다는 것을 보여주었습니다.