מוליכות-על
היסטוריה

תופעת מוליכות-העל התגלתה בשנת 1911 על ידי האיקה קמרלינג אונס (שאף טבע את המונח) בעת שחקר את ההתנגדות החשמלית של כספית בטמפרטורות נמוכות בעזרת הליום נוזלי (שהתגלה רק זמן קצר קודם לכן). אונס הבחין כי ההתנגדות החשמלית של הכספית יורדת בצורה חריפה ואף מתאפסת עם קירור המערכת לטמפרטורה של 4.2 קלווין. בעשורים שלאחר מכן, התגלו תכונות מוליכות-על אף בחומרים אחרים.
בשנת 1933 גילו וולטר מייסנר (Walther Meissner) ורוברט אוכסנפלד (Robert Ochsenfeld) כי מוליכי-על דוחים שדות מגנטיים חיצוניים, תופעה הנקראת כיום "אפקט מייסנר". האחים היינץ ופריץ לונדון הראו בשנת 1935 כי אפקט מייסנר הוא תולדה של הדרישה לאנרגיה חופשית מזערית בעקבות זרם בחומר המוליך-על. תיאור פנומנולוגי רחב יותר ניתן על ידי גינצבורג ולנדאו בשנת 1950. תאוריית גינצבורג-לנדאו תיארה היטב את התכונות המקרוסקופיות של מוליכי-העל שהיו ידועים באותה התקופה. יתר על כן, אלכסיי אבריקוסוב הראה כי על סמך תאוריה זו צריכים על המוליכים להתחלק לשני סוגים, שיקראו לימים "סוג ראשון" ו"סוג שני". גינצבורג ואבריקוסוב זכו על תגליות אלו בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2003 (לנדאו זכה בפרס נובל שנים קודם, בשנת 1962, על תרומותיו לחקר תופעת נוזליות-העל, ובעת מתן הפרס כבר לא היה בין החיים).
תגלית חשובה נוספת התרחשה אף היא בשנת 1950, כאשר עמנואל מקסוול ובמקביל קבוצתם של ריינולדס, סרין, רייט ונסביט גילו כי הטמפרטורה הקריטית של איזוטופים שונים של אותו החומר שונה. תגלית זו הייתה צעד חשוב לקראת הופעתה של תורה מיקרוסקופית המתארת מוליכי-על בשנת 1957 על ידי ברדין, קופר ושריפר. תורה זו, הנקראת על שם ראשי התיבות של מגליה "תורת BCS", הציגה את תופעת מוליכות-העל כתוצאה של אינטראקציה מיקרוסקופית בין האלקטרונים בחומר לבין הפונונים שבגביש, וזיכתה את מחבריה בפרס נובל לפיזיקה לשנת 1972. בשנת 1958 הראה ניקולאי בוגוליובוב כי ניתן לקבל את פונקציית הגל האופיינית של התורה, אשר התקבלה על סמך וריאציה, על ידי שימוש בטרנספורמציה קאנונית על ההמילטוניאן. כמו כן, בשנת 1959 הראה לב גורקוב כי תורת BCS מזדהה עם תורת גינצבורג לנדאו בגבול בו הטמפרטורה קרובה לטמפרטורה הקריטית.
בשנת 1962 פותח הכבל מוליך-העל הראשון, העשוי סגסוגת ניוביום-טיטניום, על ידי חוקרים מוסטינגהאוס. פיתוחו של כבל זה הוביל ליצירת המגנטים הראשונים המבוססים על מוליכות-על. באותה שנה, גילה התאורטיקאי בריאן דייוויד ג'וזפסון כי זרם מוליך-על יכול לזרום בין שני על מוליכים המופרדים ביניהם במבודד. תופעה זו, הנקראת כיום "אפקט ג'וזפסון", מנוצלת ליצירת רכיבים אלקטרוניים, ביניהם ליצירת מגנטומטרים רגישים (בעזרתם ניתן ללמוד את הקוונט של שטף מגנטי  \Phi _{0}={\frac {h}{2e}} ובשילוב עם מדידות של אפקט הול הקוונטי למדוד את קבוע פלאנק בצורה המדויקת ביותר כיום). על עבודתו זכה ג'וזפסון בפרס נובל בפיזיקה לשנת 1973.
בשנת 1986, גילו יוהנס גאורג בדנורץ וקרל אלכסנדר מילר, חוקרים של חברת יבמ, תרכובת מבוססת לנתן לה תכונות מוליכות-על עם טמפרטורה קריטית של 35 קלווין, שהיא מעל לערך התאורטי העליון שהיה מקובל באותה התקופה לטמפרטורה קריטית של מוליכי על, שהוא 30 קלווין. תגלית זו זיכתה את מגליה בפרס נובל בפיזיקה בשנה העוקבת. זמן קצר לאחר מכן, גילה צ'ינג וו-צ'ו שתרכובת דומה בה מוחלף הלנטנום באיטריום, חומר המכונה YBCO, היא בעלת טמפרטורה קריטית של 92 קלווין. תגלית זו עוררה עניין רב בין היתר משום שטמפרטורה זו גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של החנקן, ולכן ניתן להגיע אליה על ידי קירור בעזרת חנקן נוזלי שהוא יחסית זול ופשוט לשימוש וייצור. מאז התגלו מוליכי-על נוספים בטמפרטורות גבוהות, אך טרם נמצא הסבר תאורטי המקובל בקהילה המדעית למנגנון היוצר את מוליכות-העל בטמפרטורות אלו.