phononvälitteisen

Phononvälitteinen vuorovaikutus tarkoittaa kiinteässä aineessa tapahtuvaa vuorovaikutusta, jossa latticein värähtelyt eli fonit toimivat vuorovaikutuksen välittäjinä kahden hiukkasen välillä. Fonit ovat kvantteja, jotka kuvaavat kideverkon värähtelytiloja. Näiden vaihteluilla voidaan välittää voimia elektronien tai muiden partikkelien välillä, mikä johtaa retardedteihin ja usein vetäviin vuorovaikutuksiin, riippuen energioista ja phonon spektraalista.

Elektronien foni-välitteinen vuorovaikutus voidaan mallintaa elektronin–phonon vuorovaikutushamiltonian avulla. Tästä seuraa efektiivinen elektronien välinen vuorovaikutus V_eff ∝ -|g_q|^2 D(q, ω), jossa g_q on elektronin–phonon coupling ja D on fonon propagator. Retardaation eli aikaviiveen vuoksi foni välittää vuorovaikutusta eri elektronien välillä ajan mittaan, mikä voi johtaa Cooper-paarien muodostumiseen kiinteässä aineessa.

Keskeisiä ilmiöitä phononvälitteisen vuorovaikutuksen seurauksena ovat konventionaalinen suprakonduktio sekä elektronien liiketoimintaan liittyvä resistanssien ja lämpötilavaihtelujen käyttäytyminen. BCS-teoria selittää, miten foni-välitteinen vetävä vuorovaikutus voi muodostaa epäparillisia pari-tiloja Cooper-parien muodossa. Voimakas vuorovaikutus voi johtaa polaronien muodostumiseen, jolloin elektronin ympärille syntyy paikallinen deformaatiokuva.

Teoreettisesti phononvälitteistä vuorovaikutusta käsittelevät BCS-teoria ja sen laajennukset Eliashberg-teoriaan asti. Keskeisiä käsitteitä ovat elektronin–phonon spektrifunktio α^2F(ω) ja kytkennän λ-parameteri. Migdalin teoreema puolestaan tukee retardaation huomioimista pienestä phonon–elektron massakytkennästä huolimatta, jolloin laskenta- ja mallinnusmenetelmät ovat hallittavissa.