Distintas teorías para los SATC.



La formulación de una teoría válida para explicar el fenómeno de la SATC presenta un reto formidable para los físicos de la materia condensada.

Existen varios planteamientos o corrientes distintas a la hora de aportar nuevas teorías.

Mostraremos aquí algunas de ellas de forma meramente descriptiva, ya que un estudio completo y concienzudo sería engorroso y complejo, y quedaría fuera de lo que son los objetivos de este trabajo.



a)Hipótesis de Schrieffer: Modificación de la teoría BCS.

Dado que la teoría BCS resultó ser exitosa para la explicación de la superconductividad en lo que hemos llamado superconductores normales, un primer intento de teoría consistiría en modificar varios de los puntos de esta teoría para los superconductores de alta temperatura crítica.

Esta es la línea defendida por algunos investigadores como Schrieffer, padre de la teoría BCS.

Sabemos por esta teoría que en un superconductor normal, dos electrones con espín y momento opuesto forman un par debido a una interacción atractiva por un intercambio de fonones con la red.

El par tiene función de onda simétrica tipo-s (momento angular l=0) y los pares se condensan en un solo estado cuántico. Un hecho perfectamente comprobado desde los mismo inicios de la superconductividad de alta temperatura crítica es que involucra la formación de pares (pares de Cooper) de la misma forma que los superconductores normales aunque, en este caso, diversos experimentos de tunelamiento han demostrado que la función de onda del par, en este caso, es de tipo-d (momento angular l=2) tal y como vimos en el apartado de propiedades magnéticas.

Ambas funciones de onda se encuentran representadas en la siguiente figura













Esta modificación resultó aparentemente válida pero, con el tiempo y sucesivas investigaciones, se mostró del todo insuficiente, aunque algún modelo que involucre tanto ondas tipo-s como ondas tipo-d probablemente podría dar una explicación satisfactoria a algunos resultados experimentales que aparecen en estos materiales.



b)Hipótesis de Anderson: Líquido de Luttinger.

Una visión totalmente diferente fue adoptada por Anderson, argumentando que los SATC representan una nueva clase de materiales, para los cuales se necesita una física totalmente diferente a la usada en los materiales normales.

Está teoría, esta basada en el concepto de líquido de Luttinger, que no es más que una generalización del modelo del Gas de Fermi, sin más que tener en cuenta la interacción electrón-electrón puesto en los SATC, ésta tiene una mayor importancia y no puede ser despreciada.

Trabajando en esta hipótesis, no podríamos utilizar para nuestros razonamientos, ni la estadística de Fermi-Dirac, ni la de Bose-Einstein.

Debido a esto se emplean las denominadas "estadísticas fraccionarias" en las que se cumple:







donde:


de donde se deduce que:



En el modelo RVB (Resonance Valence Bond) se muestra que el espín y la carga son transportados por cuasipartículas llamadas "Espinones" y "Holones" respectivamente, con lo que se logra dar cuenta de varias de las propiedades del estado normal de los superconductores pero deja muchas incógnitas sobre las propiedades en estado superconductor.

Estas son dos visiones distintas de un mismo fenómeno, que no lo explican completamente, pero que no imponen ninguna restricción a la experimentación, esto es, ninguna de ellas prohibe o limita la Tc de los superconductores por lo que no existe ningún impedimento para seguir investigando, de forma inductiva, con la intención de aumentarla.