从低电阻到零电阻
普通导体即使电阻很低,电流仍会产生耗散;超导转变则使材料进入性质不同的状态。在适当条件下,超导回路可以维持持续电流。最初对汞的低温测量揭示了这种转变,因此超导不能简单理解为把普通金属越冷却越好的一条平滑趋势。
迈斯纳效应
超导体在合适条件下会排斥内部磁场,这种迈斯纳效应并非仅由零电阻自动推出。实际磁响应还与材料类型有关:第二类超导体可以在一定磁场范围内进入允许磁通局部穿透的混合态,因而适合用于较强磁场中的超导磁体。
集体状态与电子配对
BCS理论通过电子配对与集体量子状态解释常规超导。配对不是把电子永久粘成普通分子,其稳定性依赖材料和温度等条件。不同超导材料的性质不能一概归结为相同的简单图像,尤其不能从“电子成对”直接推出任意条件下都会零电阻。
临界条件与制冷代价
升高温度、增强磁场或增大电流都可能破坏超导状态。超导磁体能够提供粒子加速器等设备需要的强磁场,但维持低温和辅助设备仍消耗能量。零电阻描述的是材料中的电学性质,不等于整套装置无需供能,也不等于所有材料都能在室温使用。