BCS理論
超伝導状態を実現するためには、電子がペア(対)となってボソン化し、最低エネルギー状態に集団で凝縮(ボース凝縮とみなせる状態)する必要がある。このためには、電子同士がお互い斥力を及ぼし合う状態から、何らかの有効な引力が電子同士に働く状態になる必要がある。
BCS理論では電子-格子相互作用を介して電子同士がフォノンを仮想的に交換(或いはフォノンを介して運動量を交換)することによって、電子同士に引力が働くと考える。この引力によって生じる電子対(スピンは互いに逆向き、かつ対の全運動量がゼロ)をクーパー対(クーパーペア)と言う。
この引力的な相互作用が効きうる範囲は、フォノンと関わりの深いデバイ振動数を ω D {\displaystyle \omega _{D}} とし、そのデバイエネルギーを ħ ω D {\displaystyle \hbar \omega _{D}} とすると、フェルミエネルギー ε F {\displaystyle \epsilon _{F}} を基準とし、上下 ħ ω D {\displaystyle \hbar \omega _{D}} の範囲内と考えられる。この時、金属では通常、 ε F ≫ ħ ω D {\displaystyle \epsilon _{F}\gg \hbar \omega _{D}} である。