超伝導とは？

超伝導（ちょうでんどう、英: superconductivity）とは、金属や特定の化合物・セラミックスを臨界温度（転移温度）以下に冷却したとき、電気抵抗が完全にゼロになる量子力学的現象です。1911年にオランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オネスが水銀を液体ヘリウムで冷却中に発見しました。

超伝導状態の物質には、電気抵抗ゼロのほかにマイスナー効果と呼ばれる重要な性質があります。これは外部磁場を物質内部から完全に排除する現象で、超伝導体の上に置いた磁石が浮上する「磁気浮上」として視覚的に確認できます。

超伝導の理論的説明として1957年に提唱されたBCS理論は、電子が「クーパー対」を形成することで抵抗なく流れる仕組みを説明し、ノーベル物理学賞を受賞しました。また1980年代には、より高い温度で超伝導を示す高温超伝導体（銅酸化物系セラミックス）が発見され、液体窒素温度（−196℃）での動作が可能になりました。

超伝導の主な応用分野には以下があります。

• MRI装置：強力な超伝導磁石が医療画像診断に使われます
• リニアモーターカー（磁気浮上式鉄道）：超伝導磁石による浮上・推進
• 粒子加速器：CERNのLHCなどで超伝導電磁石が使用されています
• 送電ケーブル：電力損失ゼロの送電への応用研究が進んでいます

室温超伝導の実現は物理学の大きな目標のひとつであり、現在も世界各地で活発な研究が続いています。