ابررسانا چطور کار می‌کنه؟
پاسخ کوتاه وقتی برق از یه سیم معمولی رد می‌شه، الکترون‌ها مدام به اتم‌های فلز می‌خورن و هر برخورد یه کم از انرژی‌شون رو به گرما تبدیل می‌کنه. اسم این ترمز مقاومت الکتریکیه. ابررسانا ماده‌ایه که وقتی از یه دمای مشخص سردتر بشه، الکترون‌هاش دوتادوتا جفت می‌شن و همه‌ی جفت‌ها با هم مثل یه گروه هماهنگ راه میفتن. این گروه بدون حتی یه برخورد از دل ماده رد می‌شه. برای همین مقاومت ابررسانا صفر می‌شه و هیچ انرژی‌ای هدر نمی‌ره.
سیمی که گرم می‌شه
کابلی رو که مدتی برق ازش رد شده لمس کن. یه کم گرمه. این گرما از کجا میاد؟
برق یعنی الکترون‌هایی که توی سیم جلو می‌رن. ولی توی سیم جای خالی نیست. سیم پر از اتم‌های فلزه و الکترون‌ها توی راهشون مدام به این اتم‌ها می‌خورن. هر برخورد یه کم از انرژی الکترون رو می‌گیره و به گرما تبدیل می‌کنه.
به این ترمز می‌گن مقاومت الکتریکی. هر سیم معمولی یه کم ازش داره. پس همیشه بخشی از برقی که توی سیم می‌فرستی، توی راه گرما می‌شه و هدر می‌ره. حالا سؤال اینه که می‌شه سیمی ساخت که این ترمز رو نداشته باشه؟
روزی که مقاومت غیب شد
فرض کن سیم رو هی سردتر کنی. سال ۱۹۱۱ فیزیکدانی به اسم کامرلینگ اونس همین کار رو با جیوه کرد. جیوه رو با هلیوم مایع سرد کرد تا دمای جیوه رسید به حدود ۲۶۹ درجه زیر صفر.
اون‌جا اتفاقی افتاد که با هیچ پیش‌بینی اون روزها جور درنمی‌اومد. مقاومت جیوه آروم‌آروم کم نشد. یه‌باره افتاد و تقریباً صفر شد. فاصله‌ی بین «مقاومت داره» و «مقاومت نداره» فقط یه‌صدم درجه بود. اونس اول فکر کرد دستگاهش خراب شده و آزمایش رو اون‌قدر تکرار کرد تا مطمئن شد.
بعدها معلوم شد هر ابررسانا دمای مشخص خودش رو داره که بهش می‌گن دمای بحرانی. بالای این دما ماده مقاومت داره و زیرش مقاومتش غیب می‌شه.
الکترون‌هایی که جفت می‌شن
این‌جا یه معما هست. همه‌ی الکترون‌ها بار منفی دارن و همدیگه رو به‌شدت پس می‌زنن. با این حال توی ابررسانا دوتادوتا جفت می‌شن، و کلید کل ماجرا همین جفت شدنه.
دو تا ذره که از هم فرار می‌کنن چطور کنار هم می‌مونن؟ سه فیزیکدان به اسم باردین، کوپر و شریفر چند دهه بعد جوابش رو دادن. یه الکترون که از بین اتم‌های فلز رد می‌شه، اتم‌های مثبت دور و برش رو یه کم به طرف خودش می‌کشه. اون‌جا یه کم بار مثبت اضافه جمع می‌شه و این بار مثبت الکترون دوم رو به همون نقطه می‌کشه. الکترون اول الکترون دوم رو مستقیم نمی‌کشه. ردی که الکترون اول توی فلز گذاشته این کار رو می‌کنه. به این دو الکترون می‌گن جفت الکترون.
حالا ببین چه اتفاقی میفته. جفت‌ها جدا جدا حرکت نمی‌کنن. همه‌شون با هم یه کل یکپارچه می‌سازن و مثل یه گروه هماهنگ از دل ماده جاری می‌شن. توی این حرکت حتی یه الکترون هم به اتم نمی‌خوره، پس هیچ انرژی‌ای به گرما تبدیل نمی‌شه.
جریانی که نمی‌ایسته
اگه هیچ برخوردی در کار نباشه، جریان چرا باید بایسته؟ اونس توی یه حلقه‌ی سربی جریان راه انداخت و یه سال بعد جریان بدون هیچ تغییر محسوسی هنوز توی حلقه می‌چرخید.
ولی این حالت شکننده‌ست. ابررسانایی فقط زیر دمای بحرانی برقرار می‌مونه. جریان خیلی زیاد جفت‌ها رو از هم می‌پاشه، و اونس دید حتی اثر یه آهنربای ضعیف هم جریان ابررسانا رو از بین می‌بره.
دستگاه‌های ام‌آر‌آی بیمارستان‌ها با آهنربای ابررسانا کار می‌کنن. سیم‌پیچ آهنرباهای برخورددهنده‌ی بزرگ ذرات توی سرن رو از فضای بین ستاره‌ها هم سردتر نگه می‌دارن. این سیم‌پیچ‌ها چون مقاومت ندارن داغ نمی‌شن و می‌شه اون‌ها رو کوچیک‌تر ساخت.
سال ۱۹۸۶ موادی از مس و اکسیژن پیدا شد که توی دماهای خیلی بالاتری ابررسانا می‌شن، و بعضی‌هاشون حتی بالاتر از دمای نیتروژن مایع هم ابررسانا می‌مونن. این مواد هم سرمایش لازم دارن و بعد از چند دهه پژوهش هنوز هیچ‌کس نمی‌دونه الکترون‌ها توشون چطور جفت می‌شن. دانسته‌های ما همین‌جا تموم می‌شه.
توی ابررسانا، زیر دمای بحرانی، الکترون‌ها جفت می‌شن و این جفت‌ها با هم بی‌برخورد جاری می‌شن. برای همین مقاومت ابررسانا صفر می‌شه و برق بدون هدر رفتن ازش رد می‌شه.
این پاسخ از کجا آمده
هر چیزی که بالا خواندی از این ۶ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینک‌ها همین‌جاست.