根据材料的导电能力可以将其分为两类。金属，例如铜和银，可以使电子自由移动并携带电荷。橡胶或木头等绝缘子会紧紧抓住电子，不会让电流流过。20世纪初，物理学家开发了新的实验室技术，将材料冷却到接近绝对零度（-273°C）的温度，并开始研究在这种极端条件下的导电能力如何变化。在一些简单的元素（例如汞和铅）中，他们发现了引人注目的东西–在一定温度下，这些材料可以无电阻地导电。自这一发现以来的几十年里，科学家们发现了从陶瓷到碳纳米管的数千种化合物具有相同的行为。现在，我们将它们为超导体。超导体可以完美地导电，这意味着超导线中的电流将持续循环数十亿年，而不会退化或消散。

快速通道中的电子：

　　在微观层面上，超导体中的电子的行为与正常金属中的电子有很大不同。超导电子配对在一起，使它们可以轻松地从材料的一端传播到另一端。这种效果有点像繁忙高速公路上的优先通勤车道。独奏电子在行进中被卡住，撞向其他电子和障碍物。另一方面，成对的电子被优先通过，可以在快速通道中通过材料，从而可以避免拥塞。

　　超导体已经在实验室以外的磁共振成像（MRI）等技术中找到了应用。MRI机器使用超导体产生大磁场，从而为医生提供了一种非侵入性的方式来对患者体内进行成像。通过弯曲和聚焦碰撞粒子束，超导磁体还使得最近在CERN探测希格斯玻色子成为可能。

　　将超导体放置在强磁体附近时，会产生一种有趣且可能有用的特性。磁场使电流自发地流过超导体的表面，然后产生它们自己的抵消磁场。效果是超导体在磁体上方急剧悬浮，并通过看不见的磁力悬浮在空气中。

　　阻止这些材料更广泛使用的原因是，我们所知道的超导体仅在非常低的温度下工作。例如，在简单的元件中，超导电性仅在10开氏温度或-263°C时消失。在更复杂的化合物中，例如钇钡氧化铜（YBa2Cu3O7），超导性可能会持续到更高的温度，最高可达100开尔文（-173°C）。尽管这是对简单元素的改进，但它仍然比南极洲最寒冷的冬夜要冷得多。

　　科学家梦想找到一种可以在室温下使用超导性能的材料，但这是一项艰巨的任务。升高温度往往会破坏将电子束缚成超导对的胶，然后胶将材料恢复为无聊的金属状态。该领域的一大挑战来自以下事实：除少数情况下，我们对这种胶水还了解得很少。

从超原子到超导体：

　　南加州大学的最新研究朝着增进对超导电性产生方式的理解迈出了新的一步。维塔利·克雷辛（Vitaly Kresin）和他的同事们并未研究电线等散装材料中的超导性，而是设法一次分离并检查了几十个铝原子的小团块。这些微小的原子簇可以像“超原子”一样工作，以模仿单个巨型原子的方式共享电子。

　　令人惊讶的是，对这些团簇的测量揭示了直到100开尔文（-173°C）一直持续存在的电子配对的特征。当然，这仍然是严寒的温度，但比一根铝线的超导温度高100倍。为什么少数原子在比形成导线的数百万个原子更高的温度下超导？物理学家有一些想法，但是这种效果在很大程度上尚待探索，在追求更高温度下的超导性方面，这可能是一个有趣的前进方向。

　　如果物理学家能够以一种易于制成导线的材料达到室温超导性的目标，那么很快就会出现重要的新技术。对于初学者来说，用电的设备将变得效率更高，消耗的功率更少。远距离输电也将变得更加容易，这对于可再生能源应用尤其有用-有些人提出了将欧洲与北非太阳能农场连接起来的巨型超导电缆。

　　超导体会在强大的磁铁上方悬浮，这一事实也为高效率，超高速列车悬浮在磁道上方创造了可能性，就像马蒂·麦克弗利（Marty McFly）的《回到未来》中的悬浮滑板一样。日本工程师进行了实验，尝试用大型超导体代替火车的车轮，这些超导体将车厢保持在距离轨道几厘米的位置。该想法原则上可行，但是由于火车需要携带昂贵的液氦储罐以使超导体保持低温而受到困扰。除非发现室温超导体，否则许多超导技术可能会保留在绘图板上，或者实施起来过于昂贵。但是，Kresin小组的进步很有可能标志着这一旅程的里程碑。