Сверхпроводимость металлов. 
Энергетическая щель и квазичастицы в сверхпроводниках. 
Туннельный эффект. 
Эффект Джозефсона

Явление сверхпроводимости металлов представляет собой сверхтекучесть электронной ферми-жидкости в них. Разумеется, во многих важных отношениях электронная жидкость и ферми-газ являются существенно различными физическими системами.

Важной особенностью металла является анизотропия его электронного энергетического спектра в противоположность изотропии спектра рассмотренного ферми-газа. Это обстоятельство, однако, не мешает возникновению феномена Купера, для которого существен лишь сам факт существования резкой ферми-поверхности (какой бы ни была ее форма) и конечность плотности числа состояний на ней. Необходимо также, чтобы электроны с противоположными импульсами и спинами имели одну и ту же энергию, т. е. находились бы оба на ферми-поверхности. Это требование автоматически обеспечивается симметрией по отношению к обращению времени. Можно сказать, что спариваются электроны в состояниях, получающихся друг из друга обращением времени.

Далее следует вопрос о знаке взаимодействия электронов в металле. В очень упрощенном смысле можно сказать, что это взаимодействие складывается из кулонового отталкивания, экранированного на межатомных расстояниях, и из взаимодействия через решетку. Последнее описывается как результат обмена виртуальными фононами и имеет характер притяжения. В случае, если последнее взаимодействие «перевешивает», металл при достаточно низких температурах станет сверхпроводником.

Существенно, что во взаимодействии через обмен фононами участвуют только электроны, лежащие в сравнительно узком слое р-пространства вблизи ферми-поверхности; толщина этого слоя ~ hщD и мала по сравнению с химическим потенциалом электронов м (щD-дебаевская частота кристалла). Поэтому, если пользоваться для описания сверхпроводимости моделью слабо неидеального ферми-газа, то под параметром обрезания? надо понимать величину.

• ? ~ hщD (1)
• (вместо? ~ м).

Что касается предположения о слабости взаимодействия, то реально для всех сверхпроводников.

Tc" hщD" м (2).