Сверхпроводи́мость, свойство некоторых материалов, проявляющееся в том, что их электрическое сопротивление падает до нуля ниже критической температуры $T_c.$ Открыта Х. Камерлинг-Оннесом в 1911 г. Материалы, обладающие сверхпроводимостью, называют сверхпроводниками. Сверхпроводимость обнаружена у большинства металлов, но у многих из них наблюдается только при температурах ниже $1 \ К$ и/или при высоких давлениях. Переходы в сверхпроводящее состояние возможны из металлического, полупроводникового и даже диэлектрического состояний. Сверхпроводниками являются многие соединения, например сплавы, оксиды, интерметаллиды. Рекордно высокая $T_c = 133\ К$ зафиксирована в 1993 г. в оксиде $\text{HgBa}_2\text{Ca}_2\text{Cu}_3\text{O}_8$ (т. н. высокотемпературном сверхпроводнике).

Экспериментально установлено, что удельное сопротивление $ρ$ металла в сверхпроводящем состоянии меньше, чем $10^{–20}\ Ом·см$ ($ρ$ сравнительно чистых $\text{Cu}$ или $\text{Ag}$ составляет $10^{–10}–10^{–9}\ Ом·см$ при $4,2\ К$). Однако сверхпроводник не является идеальным проводником. В 1933 г. было установлено, что слабое магнитное поле не проникает вглубь сверхпроводника, хотя идеальный проводник должен захватывать пронизывающий его магнитный поток, если поле приложено при температуре выше $T_c.$ Выталкивание магнитного поля из сверхпроводника (эффект Мейснера) означает, что во внешнем магнитном поле такой образец ведёт себя как идеальный диамагнетик.

В основе сверхпроводимости лежит квантовомеханическое явление, связанное с образованием пар электронов (куперовских пар) за счёт их притяжения посредством колебаний кристаллической решётки (электрон-фононного взаимодействия) или, возможно, и других электрических и магнитных колебаний в материале. Первой успешно подтверждённой микроскопической моделью сверхпроводимости является модель Бардина – Купера – Шриффера (БКШ), которая объясняет возникновение единого (когерентного) волнового поведения электронов в сверхпроводнике. Она вводит понятие основного состояния сверхпроводника, отделённого энергетической щелью от обычных (некогерентных) одноэлектронных состояний. Существование энергетической щели определяет возможность движения когерентных электронов (электронного конденсата) без сопротивления. Теория БКШ (и её дальнейшее развитие) – основа для объяснения ряда явлений, экспериментально наблюдаемых в сверхпроводниках: вытеснение магнитного поля из объёма сверхпроводника, квантование магнитного потока в сверхпроводящих кольцах, туннелирование куперовских пар через диэлектрические барьеры между двумя сверхпроводниками (эффект Джозефсона).

Кроме теории БКШ, в объяснении сверхпроводимости важную роль сыграли феноменологическая теория Гинзбурга – Ландау и теория Абрикосова для сверхпроводников 2-го рода (А. А. Абрикосов, 1957). В теории Гинзбурга – Ландау сверхпроводимость описывается с помощью единой волновой электронной функции. Именно однозначность волновой функции на замкнутых электронных траекториях в сверхпроводящих кольцах определяет возможность размещения в них только целого числа ($n$) периодов электронной волны и целого числа $n\textit{Ф} _0$ квантов магнитного потока $\textit{Φ}_0 = 2,067·10^{–15}\ Вб$. Квантование магнитного потока играет главную роль и в теории Абрикосова. Эта теория объясняет существование огромного класса сверхпроводников – сверхпроводников 2-го рода, в которых, в отличие от сверхпроводников 1-го рода, описанных в теории Гинзбурга – Ландау, возможно проникновение магнитного поля в объём сверхпроводника в виде вихрей незатухающего сверхпроводящего тока, каждый из которых переносит квант магнитного потока $\textit{Φ}_0$. Существование вихрей Абрикосова и сверхпроводимости в сверхпроводниках 2-го рода до высоких (более $10^5\ Э$) магнитных полей, а также их закрепление (пиннинг) на неоднородностях обеспечивает протекание очень больших ($10^5\ А/см^2$ и выше) сверхпроводящих (бездиссипативных) токов в проводах и кабелях из сверхпроводников 2-го рода. Такие сверхпроводящие кабели используют для передачи электрической энергии без потерь, производства сверхпроводящих магнитов (в частности, для магнитно-резонансной томографии), накопителей энергии, электрических фильтров и др.

Возможность прохождения сверхпроводящей электронной волны через барьеры (слои диэлектриков или несверхпроводящих металлов) обеспечивает реализацию уникальных сверхпроводящих элементов – джозефсоновских переходов, широко используемых в физике и технике сверхпроводников, например в СКВИД-магнитометрах.