超導電性（superconductivity）

超導電性是尋常物質所能做出最令人震驚的事情之一：冷卻到某個臨界溫度以下，某些材料失去對電流的一切電阻，於是一旦在環中啟動的電流便毫不衰減地循環，原則上永無止境，而磁場則被主動推出其內部，使得放在其上方的磁鐵會漂浮起來。這是被放大書寫的量子力學，是在實驗室樣品尺度上被看見的單一量子態。

它有兩個定義性標誌，而且兩者都很重要。第一是在臨界溫度 T_c 以下恰好為零的直流電阻。第二個更深刻、且相互獨立，即邁斯納效應（Meissner effect）：超導體主動把磁通量從其體內排出，成為完美的抗磁體，而不僅僅是困住原本已經存在的任何磁場。微觀上，此現象由 BCS 理論解釋：電子束縛成庫柏對，凝聚進一個由單一相干波函數描述的巨觀量子態，與激發態之間隔著一道能隙。材料分為第一類（在某臨界場以下完全排出磁通）與第二類（以量子化的渦旋 vortex 容納磁通，並能存活到高得多的磁場）。此凝聚體由一個複數序參量描述，而超導的出現，正是電磁 U(1) 規範對稱性的自發破缺。

超導體已是不可或缺的技術：磁振造影（MRI）掃描儀與粒子加速器的強力磁鐵、磁浮，以及超導量子電腦核心的約瑟夫森接面（Josephson junction），全都仰賴它。關鍵的誠實在於：零電阻與邁斯納效應在邏輯上是相異的。一個假想的完美導體會保留它原已含有的任何磁場，而真實的超導體會主動把它排出去；超導態真正的標誌是邁斯納效應，而非僅僅是無窮大的電導率。