第二類超導體

想像一艘不漏水的船，它既不只是保持乾燥、也不會直接沉沒，而是學會了一個巧妙的折中：水位一高，它就讓幾道狹窄的水柱從密封的管子裡徑直穿過，而管子四周仍然浮在水上。靠著把湧入的水關進整齊、彼此隔開的通道裡，這艘船熬過了會讓更簡單的船隻灌滿的處境。

第二類超導體對磁場所做的正是這件事。在第一臨界磁場以下，它像第一類材料那樣把磁場完全排出。但在第一臨界磁場和高得多的第二臨界磁場之間，它進入一種混合態：磁場以叫做磁通渦旋的細量子化管道穿過，每根渦旋攜帶一個磁通量子，而渦旋之間的材料仍保持完全超導。只有當磁場升過第二臨界磁場、把渦旋擠得密到彼此交疊時，超導才最終消亡。

這一點意義極大：正因為它們能承受巨大的磁場，鈮鈦合金這類第二類材料造就了每一個強大的超導磁體——在核磁共振機、粒子對撞機和聚變實驗裡。微妙之處在於，當電流推動渦旋時，渦旋會漂移，而移動的渦旋會耗散能量，看起來就像有了電阻。要承載大而無損的電流，真實的導線必須用人為引入的缺陷把渦旋釘牢。