Pentru a înțelege cum funcționează un supraconductor, poate fi util să examinăm mai întâi modul în care funcționează un conductor obișnuit. Anumite materiale, cum ar fi apa și metalul, permit electronilor să curgă destul de ușor prin ele, cum ar fi apa printr-un furtun de grădină. Alte materiale, cum ar fi lemnul și plasticul, nu permit electronilor să treacă, așa că sunt considerate neconductoare. A încerca să treci cu electricitate prin ele ar fi ca și cum ai încerca să treci cu apă printr-o cărămidă.
Chiar și printre materialele considerate conductoare, pot exista diferențe mari în ceea ce privește cantitatea de electricitate prin care poate trece efectiv. În termeni electrici, aceasta se numește rezistență. Aproape toți conductorii normali de electricitate au o oarecare rezistență deoarece au atomi proprii, care blochează sau absorb electronii pe măsură ce trec prin fir, apă sau alt material. O mică rezistență poate fi utilă pentru a menține fluxul electric sub control, dar poate fi și ineficientă și irositoare.
Un supraconductor ia ideea de rezistență și o întoarce pe cap. Un supraconductor este, în general, compus din materiale sintetice sau metale, cum ar fi plumbul sau niobiumtitanium, care au deja un număr redus de atomi. Când aceste materiale sunt înghețate la aproape zero absolut, ce atomi au ei se macină până aproape de oprire. Fără toată această activitate atomică, electricitatea poate curge prin material practic fără rezistență. În termeni practici, un procesor de computer sau o cale de tren electrică echipată cu un supraconductor ar folosi foarte puțină energie electrică pentru a-și îndeplini funcțiile.
Cea mai evidentă problemă cu un supraconductor este temperatura. Există puține moduri practice de a suprarăci rezervele mari de material supraconductor până la punctul de tranziție necesar. Odată ce un supraconductor începe să se încălzească, energia atomică inițială este restabilită și materialul creează din nou rezistență. Trucul pentru crearea unui supraconductor practic constă în găsirea unui material care devine supraconductor la temperatura camerei. Până acum, cercetătorii nu au descoperit niciun metal sau material compozit care să-și piardă toată rezistența electrică la temperaturi ridicate.
Pentru a ilustra această problemă, imaginați-vă un fir de cupru standard ca un râu de apă. Un grup de electroni se află într-o barcă care încearcă să ajungă la destinație în amonte. Puterea apei care curge în aval creează rezistență, ceea ce face ca barca să fie nevoită să muncească și mai mult pentru a trece prin întregul râu. Până când barca ajunge la destinație, mulți dintre pasagerii de electroni sunt prea slabi pentru a continua. Acesta este ceea ce se întâmplă cu un conductor obișnuit – rezistența naturală provoacă o pierdere de putere.
Acum imaginați-vă dacă râul ar fi înghețat complet, iar electronii ar fi într-o sanie. Deoarece nu ar exista apă care curge în aval, nu ar exista rezistență. Sania ar trece pur și simplu peste gheață și ar depozita aproape toți pasagerii de electroni în siguranță în amonte. Electronii nu s-au schimbat, dar râul a fost modificat de temperatură pentru a nu rezista. Găsirea unei modalități de a îngheța râul la o temperatură normală este scopul final al cercetării supraconductoarelor.