這就告訴我們，在物體進入超導態的那一瞬間，穿過樣品的磁通量突然全部被排出去了。這以後人們也進行了很多實驗，所有的實驗結果都表明：隻要樣品處於超導態，它就始終保持內部磁場為零，外部磁場的磁力線統統被排斥到體外，無論如何也無法穿透它。
人們常常喜歡用流體的流線來比喻磁場的磁力線，我們也可以這樣來比喻超導體的完全抗磁性。在臨界溫度以上，處於外磁場中的超導體和普通金屬導體一樣，好像一隻浸泡在河水中的竹籃子，河水可以自由地從籃子裏麵穿過。而當溫度一旦降低到臨界溫度以下時，竹籃子的器壁突然變得致密起來，變成了一隻滴水不透的木桶了，河水隻能從它周圍流過。為什麼會有這種情況出現呢?原來在超導體的表麵產生了一個無損耗的抗磁超導電流，正是這個抗磁超導電流產生的磁場恰好將超導體的內部磁場抵消了。
既然超導體可以無損耗地傳輸直流電流，可是任何電流都必然要產生磁場，而超導體的完全抗磁性又不允許內部有任何磁場存在，那麼這個矛盾怎樣解決呢?
當電流沿著一個圓筒形的空心導線流過時，它產生磁場的情形是我們大家都熟悉的。這時候電流隻是均勻地分布在圓筒的各個部分，圓筒的心部(空心部分)沒有電流。由於圓筒的對稱性，它的各部分上的電流在心部所產生的磁場彼此恰好抵消，因此心部合磁場為零。電流的磁場隻分布在圓筒及其外部空間上。超導體傳輸直流超導電流時的情形也是這樣，超導電流隻存在於超導體表麵的薄薄的一層，叫做穿透層，超導體內部不允許有任何宏觀電流流過，就好像一個薄薄的圓筒形導線一樣。超導電流的磁場隻分布在穿透層及其外部空間上。這樣既完成了傳輸超導電流的任務，又不會在超導體內產生任何磁場。
超導體和正常金屬中，電流的分布是不同的。假如一根超導線兩端和銅線相連，那麼在銅線中流過的是正常電流，它均勻地分布在整個銅線的橫截麵上，在超導線中流過的是超導電流，它分布在超導體表麵的薄薄的穿透層中。我們可以把銅線比做寬闊平坦的公路，超導體就可以說是一條有街心公園的大街，車輛隻能從兩側駛過。在兩端的接頭處，發生了正常電流和超導電流之間的轉化。
超導體的完全抗磁性是無法用超導體所具有的完全導電性來解釋的。因為一個電阻為零的單純的完全導體，它隻能保證自己內部的磁通量不再發生任何變化，原有的磁通量不會失去，新增的磁通量也不能進來。內部磁場是否為零，取決於超導體原來的狀況，就是要由它的曆史狀態來決定。但是實驗中所觀察到的超導體的性質卻不是這樣。由於超導體的完全抗磁性，不管原來內部有沒有磁通量，一旦變成超導態，立即將全部磁通量都排斥出去，內部磁場永遠為零，和曆史狀態無關。可見，完全抗磁性和完全導電性是超導體的兩個基本特性，它們彼此之間不能由一個推導出另一個。因此，我們不能說超導體是單純的理想導體，或單純的理想抗磁體。
解開超導之謎
科學的任務要求我們不斷地發現新事物並為它的應用開辟道路，不僅要發現新現象，還要揭示它的本質。超導體既不是單純的理想導體，又不是單純的理想抗磁體，那它到底是什麼呢?
在探索超導體本質的科學實驗過程中，隨著它的性質一個又一個地被揭示出來，人們的認識也一層又一層地逐步深化。有這樣一個實驗現象引起了人們的極大興趣：我們將超導體在轉變過程中不和外界發生熱量交換，將超導體放入一個絕熱器中，給它加一個非常大的磁場，這樣超導體在大磁場的作用下將轉變為正常態，這個磁場叫超導體的臨界磁場。這時候，轉變為正常態的超導體，它的溫度將下降；相反，還是在這個絕熱器中，撤掉外加磁場，使它回到超導態，它的溫度又將升高。如果我們設法保持溫度不變，即在等溫條件下轉變，我們發現當外加磁場超過臨界磁場，超導體由超導態轉變為正常態時要吸收熱量，反之則要放熱。這種伴隨著熱量變化的狀態改變，使人們想到了相變。
相變對我們大家來講並不陌生。春天來了，和煦的陽光照著大地，冰雪消融，化作涓涓細流，彙入江河湖海。這是水從固相變成了液相，也叫固態變成了液態。根據日常的經驗，我們知道，冰雪化成水時，要吸收許多熱量，常常造成氣溫下降。“下雪不冷化雪冷，春天凍人不凍地”這一句俗語說的就是這個道理。固體受熱變成液體，所吸收的熱量叫熔解熱。盛在敞口容器裏的水會慢慢地枯竭，晾在院子裏的濕衣服會逐漸變幹，開水壺裏的水越燒越少，這都是因為水變成水蒸氣跑到空氣中去了，這時水從液態就成了氣態。手沾水後感到涼；水在沸騰時盡管在火爐上繼續加熱，但溫度並不升高。這些現象都說明液體在汽化時要吸收熱量，這個勢量叫做汽化熱。
自然界許多物質都是以固、液、氣三種形態存在著的，並且這三種形態可以互相轉變。物質的這種形態叫做相(或者態)，不同形態之間的轉變叫相變。伴隨著相變而吸收或放出的熱量叫物質的潛熱。
對於有些物質來說，固態的存在形式往往有很多種。許多固體在不同的溫度和壓強下，內部的粒子(分子、原子等)有各自不同的規則排列，即各種不同的點陣結構，不同的點陣結構的固體也屬於不同的相。因為固體從一種點陣結構變為另一種點陣結構的過程，也是一種相變，稱為同素異晶轉變。固體的這種相變，也伴隨著熱量的變化。
超導體由正常態到超導態的轉變過程中，有潛熱發生，因此也是一種相變，也就是說，超導態是固體的一種新的狀態。處於超導態的超導體既不是簡單的理想導體，也不是簡單的理想抗磁體，它與導體、半導體和絕緣體有著本質的區別。當我們認識了超導態與正常態之間的新的相變過程之後，可以說，我們對超導體的研究已經更加深入了一步。由於近半個世紀許多物理學家的辛勤勞動成果的積累，揭開超導之謎的時機已經逐漸醞釀成熟，應該是瓜熟蒂落的時候了。
自然界中的所有相變，雖然彼此是不同的，各有它們自己的特殊性，但是在微觀上看來，卻都具有一個共同的地方，就是物質在發生相變的時候，都伴隨著組成物體的微粒的分布秩序的變化。
用X光對超導體內部結構的檢驗表明，在正常態向超導態轉變前後，物質的晶格結構並沒有變化，超導態物質的原子和正常金屬原子一樣，整齊地排列在晶格上。事實上，超導體內部秩序的改變並不是發生在原子之間，而是發生在更小的微粒——電子之間。
超導體在正常態時，它的原子失去部分電子而以離子形式排列在晶格上，脫離原子的自由電子彌散在整個導體內部，形成了“電子氣”，這時的電子是全然沒有秩序的。進入超導態以後，自由電子不再是完全沒有秩序的氣體，而是同具有一定秩序的液體分子很相似了。其中一部分電子倆倆攜起手來，結成了有秩序的電子對。隨著溫度的降低，結成電子對的電子越來越多，從而秩序越來越好。當溫度無限接近於絕對零度的時候，所有可能結成對的電子都成為有秩序的電子對了。這時，電子就從漫無秩序變成井然有序了。所以超導態和正常態的最基本的區別就在於超導態中存在著有秩序的電子對，它的完全導電性，完全抗磁性，全都是由這種有秩序的電子對引起的。
電子都帶有負電荷，同性電荷互相排斥，但超導體內的電子卻能互相結合，形成電子對，這是為什麼呢?原來在他們之間除了靜電斥力之外，還有一種通過晶格振動的間接作用而引起的吸引力。間接作用是一種相當普遍的現象，在日常生活中我們經常會看到這樣的情形：在一座鐵索橋上，相隔一定的距離走著甲、乙兩個人，當甲行走時，使鐵索搖晃，因而乙也隨著搖晃起來，這就是甲和乙之間的間接作用現象。在超導體內，組成晶格的離子，以一定的作用力相互作用著，每個離子的運動都是彼此關聯的，它們的運動是作為不可分割的整體進行的集體運動。這種集體運動的結果，形成了一個以聲速在晶格上傳播的叫做格波的波動。當一個電子和晶格發生了作用，電子的動量發生了改變，晶格的運動也發生了改變；下一時刻另一個電子也可能和晶格發生了作用，恰好使晶格恢複了原來的格波運動。這樣，通過電子—晶格作用，晶格的運動沒有改變，兩個電子的動量卻發生了變化，這就是它們之間的間接作用。
通過大量的計算，人們得知，由晶格引起的這種間接作用是吸引力。很顯然，這種作用越強，吸引力就越大。處於正常態的超導體，隨著溫度的降低，電子熱運動逐漸減弱，當溫度達到臨界溫度時，電子間的間接作用力大於靜電斥力，電子間的總作用力是吸引力，這樣電子便倆倆結合成為有秩序的電子對。物體由正常態轉變為超導態時，溫度越低，電子間的吸引力越強，結成的電子對就越多。反之，處於超導態的超導體，隨著溫度的升高，由於熱激發，有些電子對吸收了一定能量，便拆開為單個電子。溫度越高，拆開的單個電子越多，電子對就越少。當溫度超過臨界溫度時，電子對全部拆開成為單個電子，超導電性消失，物體便處於正常態了。
就是這樣，當一切問題在物理學家的手裏一一得以解決之後，超導之謎也就大白於天下了!1972年，全世界許多人都以尊敬的目光注視著美國科學家巴丁在這一年再度獲得諾貝爾獎金，成了世界上惟一的兩次獲得諾貝爾物理獎的人。這次，他是和兩名年輕的物理學家庫柏和徐瑞弗共同獲得的。他們終於成功地用電子對闡明了物理學上長期的疑難問題——超導電現象，建立了微觀超導理論，現在通常把他們所建立的超導微觀理論稱為BCS理論。有了科學的理論，也就找到了解決種種疑難問題的鑰匙。
從曆史學家的眼光看來，21世紀已經來臨，而科學家們在回顧20世紀已度過的時光和展望未來時，對超導電的發現、發展感到歡欣鼓舞，一派春光在前。在短短的幾十年裏，數以千計的超導磁體在工作著。各種大規模的磁體正廣泛應用在各個領域，裝備著許多現代化的實驗室，用於一係列的尖端科學研究。
超導發電機的誕生，使得發電機的輸出功率一下子提高了幾十倍、幾百倍，使得電子技術的發展進入了一個嶄新的曆史階段。磁流體發電已應用於軍事上的大功率脈衝電源和艦艇電力推進的技術上。
利用超導磁體實現磁懸浮，使我們的列車像插上了神奇的翅膀，車一開動，很快就可以加速到時速50千米，跑過五六十米的一段距離之後，便在軌道上懸浮起來。當時速超過550千米時，前進的阻力隻是空氣的阻力了，如需要再進一步減少阻力，可以設想在真空管道中運行，時速可以提高到1600千米，可以想像，奔向21世紀的超導列車將是怎樣的風馳電掣啊!據報道，日本國鐵公司超導電磁懸浮實驗車，於1979年底創造了時速504千米的記錄。看來，這種給交通運輸帶來革命的新式交通工具的誕生，已不是遙遠的事情了。