Οι υπεραγωγοί είναι αξιοσημείωτα υλικά τα οποία άγουν τον ηλεκτρισμό χωρίς αντίσταση. Σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, η κβαντική τους συμπεριφορά επιτρέπει στα ηλεκτrρόνια να συζεύγνυνται με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφεύγουν την συνηθισμένη αντίσταση λόγω εμποδίων στην κίνηση τους.

Στους συνηθισμένους αγωγούς, οι θερμικές κινήσεις και οι προσμίξεις εκτρέπουν, ή σκεδάζουν, τα ηλεκτρόνια. Αυτή η διαδικασία ξοδεύει ενέργεια παράγοντας θερμότητα --για παράδειγμα στα ενισχυμένα με χάλυβα καλώδια από αλουμίνιο των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμα και πολύ καλοί αγωγοί, όπως ο καθαρός χαλκός, παρουσιάζει σημαντικό εμπόδιο στη ροή των ηλεκτρονίων, αναπτύσσοντας αντίσταση και θερμότητα στα καλώδια.

Κανονικά, δυο αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια απωθούνται μεταξύ τους. Αλλά σε έναν υπεραγωγό, τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται διαφορετικά. Δυο ηλεκτρόνια μπορούν να αποτελέσουν ένα προσωρινό ζεύγος όταν ένα ηλεκτρόνιο έλκεται από τον θετικό πυρήνα ενός ατόμου ενώ ένα δεύτερο ηλεκτρόνιο, που κινείται γρήγορα, έλκεται από τον ίδιο πυρήνα. Παραδόξως, αυτός ο συνδιασμός εξαλείφει τις σκεδάσεις των δυο ηλεκτρονίων. Δισεκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο, αυτό το "ζεύγος Cooper" κάνει την αντίσταση να εξαφανίζεται. Ηλεκτρισμός χωρίς τριβή!

Οι υπεραγωγοί είναι σημαντικοί για την,επιστήμη, την ιατρική και την βιομηχανία. Υπεραγώγιμα καλώδια χρησιμοποιούνται σε μαγνήτες για επιταχυντές όπως τον Μεγάλο Αδρονικό Επιταχυντή (Large Hadron Collider, LHC), και στις απεικονιστηκές συσκευές μαγνητικού συντονισμού (Magnetic Resonance Imaging, MRI) στα νοσοκομεία.Τα πρώτα υπεραγώγιμα καλώδια για υπόγειες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού είναι επίσης έτοιμα για εγκατάσταση.

David Larbalestier, Applied Superconductivity Center and Department of Materials Science and Engineering, University of Wisconsin-Madison
τεύχος 07/2005

Μετάφραση: Δημήτρης Μάγγος