BCS理论

在超导被发现之后的将近五十年里，没有人能解释为什么电流竟可以永远流下去。这个谜题很深：电子彼此相斥，那么究竟是什么能让它们如此彻底地通力合作？答案最终到来时，既精微又优美，而且把整个现象与晶体中原子的轻柔颤动联系在了一起。

BCS理论以1957年发表它的约翰·巴丁、利昂·库珀和罗伯特·施里弗三人命名，它通过电子配对来解释超导。其核心思想是：晶体点阵的振动在电子之间提供了一种微弱的间接吸引，把它们束缚成库珀对；随后所有的对凝聚进同一个共享的量子状态，作为一个整体一起运动。由于拆散任何一对都要付出一份固定的能量——也就是能隙——微小的扰动根本无法把电流散射开，电阻于是消失。

它之所以重要，是因为这是对超导第一个完整的微观解释，并且正确预言了能隙、临界温度，以及普通超导体的许多细节。诚实的局限在于：BCS理论假设点阵振动就是那种“胶水”，而这只在不太高的温度下成立。1986年发现的高温铜氧化物超导体并不符合标准的BCS图像，解释它们至今仍是物理学最重大的未解难题之一。