Три імені, три букви і неповна теорія
Звичайна фізика не дає адекватного пояснення надпровідного стану, так само як і елементарна квантова теорія твердого стану, яка розглядає поведінку електронів окремо від поведінки іонів в кристалічній решітці.
Тільки в 1957 році три американських дослідників – Джон Бардін, Леон Купер і Джон Шриффер створили мікроскопічну теорію надпровідності. Згідно їх теорії BCS, електрони групуються в пари за допомогою взаємодії з коливаннями решітки (так званими «фононами»), утворюючи таким чином куперовские пари, які рухаються усередині твердого тіла без тертя. Тверде тіло можна розглядати як грати позитивних іонів, занурених у хмара електронів. Коли електрон проходить через цю решітку, іони злегка рухаються, притягуючись негативним зарядом електрона. Це рух генерує електрично позитивну область, яка, в свою чергу, приваблює інший електрон.
Енергія електронного взаємодії досить слабка, і пари можуть бути легко розбиті тепловою енергією – тому надпровідність зазвичай виникає при дуже низькій температурі. Тим не менш, теорія BCS не дає пояснення існуванню високотемпературних надпровідників при температурі близько 80 K (-193 ° C) і вище, для яких необхідно задіяти інші механізми зв’язку електронів. На цьому процесі і ґрунтується застосування явища надпровідності.
