Cooper pairs
简介
1956年Cooper提出Cooper对概念. Cooper证明：设想于金属中原有的电子Fermi球之外，加入两个额外的电子，则当这两电子间有吸引位势V时，不论V多么小，都存在一个以大小相等而方向相反的动量且自旋相反的两电子束缚态，记为(k↑，-k↓); 这时相互吸引位势所引起的位能降低超过了此两电子动能比2EF(EF为Fermi能)多出的量，因而总能量E比2EF为低. 称这种束缚态电子对为Cooper对(亦简称电子对).
Cooper这一结论是Fermi统计和金属具有“Fermi海”背景的结果. 如果没有“Fermi海”中其它电子，就不会产生Cooper对束缚态. 由于在金属中可以产生Cooper电子对，Cooper认为正常金属就可能出现一种“Fermi海”的不稳定性;因为金属中的原有电子有可能重新组合它们自己，使每对电子进入Cooper对态，从而多体系统进入比“Fermi海”能量更低的稳定态. 人们预期这导致出现超导基态. 以后的BCS理论完全肯定了这一点，从而Cooper对概念为解决超导电性微观物理机制奠定了基础. 据估算，Cooper对在位置空间中扩展范围的线度约为10-4cm数量级.