超导体具有以下三个基本特性:
1. 零电阻:在超导态下,超导体的电阻为零,电流可以在其内部无阻力地流动。这是超导体最显著的特性之一。当超导体处于临界温度以下(超导转变温度),会发生相变,电子形成库珀对,形成一种称为BCS理论的电子配对机制,从而导致电阻降为零。
2. 完全反磁性:超导体在超导态下表现出完全的反磁性。当超导体处于超导态时,它对外部磁场表现出排斥效应,即磁场线会被超导体排斥到其表面外部。这种现象被称为迈斯纳效应。
3. 迈斯纳效应:当外部磁场强度超过超导体的临界磁场时,超导体会失去超导状态,电阻恢复,并允许磁场穿透。这种现象被称为迈斯纳效应。迈斯纳效应还表现为磁通量量子化,即磁场在超导体中的穿透以单位磁通量子(磁感应强度的基本单位)为间隔进行,而不是连续变化。
这些基本特性使得超导体在许多领域具有重要应用,例如电力传输、磁共振成像(MRI)、粒子加速器、超导磁 levitation(磁悬浮)等。超导体的理论和实际应用也是物理学和工程学的重要研究领域之一。