超导体是一种元素或金属合金，当冷却到某一临界温度以下时，材料会显著失去所有电阻。原则上，超导体可以允许电流流动而不产生任何能量损失（尽管在实践中，很难产生理想的超导体）。这种电流称为超电流。

材料转变为超导体状态的阈值温度被指定为Tc，表示临界温度。并不是所有的材料都能变成超导体，而且每种材料都有自己的Tc值。

超导体的类型

• I型超导体在室温下起导体的作用，但当冷却到Tc以下时，材料内的分子运动减少到足以使电流不受阻碍地流动。
• 2型超导体在室温下不是特别好的导体，向超导体状态的转变比1型超导体更为缓慢。目前，这种状态变化的机制和物理基础尚未完全了解。第2类超导体通常是金属化合物和合金。

超导体的发现

1911年，荷兰物理学家海克·卡默林·昂纳斯（Heike Kamerlingh Onnes）首次发现了超导性，当时水星被冷却到大约4开尔文（Kelvin），这为他赢得了1913年的诺贝尔物理学奖。在此后的几年里，这一领域已经大大扩展，并发现了许多其他形式的超导体，包括20世纪30年代的2型超导体。

超导的基本理论，BCS理论，为科学家约翰·巴丁、利昂·库珀和约翰·施里弗赢得了1972年诺贝尔物理学奖。1973年诺贝尔物理学奖的一部分授予了布莱恩·约瑟夫森，同样是因为他在超导方面的工作。

1986年1月，卡尔·穆勒（Karl Muller）和约翰·贝德诺兹（Johannes Bednorz）的一项发现彻底改变了科学家对超导体的看法。在此之前，人们的理解是，超导性只有在冷却到接近绝对零度时才显现出来，但使用钡、镧和铜的氧化物，他们发现它在大约40开尔文的温度下成为超导体。这引发了一场在更高温度下发现超导体材料的竞赛。

在此后的几十年中，最高温度达到了133开尔文（尽管如果施加高压，最高温度可以达到164开尔文）。2015年8月，《自然》杂志上发表的一篇论文报道了在203度开尔文的高温高压下发现的超导性。

超导体的应用

超导体用于各种应用，但最显著的是在大型强子对撞机的结构中。包含带电粒子束的隧道被包含强大超导体的管子包围。流过超导体的超电流通过电磁感应产生一个强磁场，可以用来根据需要加速和引导团队。

此外，超导体表现出迈斯纳效应，在这种效应中，它们抵消了材料内部的所有磁通量，变得完全具有抗磁性（发现于1933年）。在这种情况下，磁力线实际上绕着冷却的超导体传播。正是超导体的这一特性经常用于磁悬浮实验，例如量子悬浮中的量子锁定。换句话说，如果回到未来风格的气垫船曾经成为现实。在一个不那么平凡的应用中，超导体在磁悬浮列车的现代进步中发挥了作用，这为基于电力（可使用可再生能源发电）的高速公共交通提供了强大的可能性，而非飞机、汽车等不可再生的当前选项，和煤动力火车。

安妮·玛丽·赫尔曼斯汀博士编辑。