比熱の不連続性

図 3: 超伝導体における電子比熱の大雑把な振舞い

r0.45

超伝導現象は物質に特有なある温度以下でだけ起こる．この温度を臨界温度あるいは転移温度といい，$T_{\rm c}$で表す．$T_{\rm c}$で何が起きているかを調べるために比熱を測定したところ，図3に示すように$T_{\rm c}$で不連続を示した．このことは，$T_{\rm c}$の上下で金属は違った相にあることを意味する．

たとえば，水と水蒸気は同じ物質であるが，液体と気体という違った相にあり，1 [atm；気圧]，100 [℃]で互いに移り変わる．このとき潜熱（熱の出し入れ）を伴うが，超伝導の場合は潜熱はない．水の分子は，水蒸気の状態では自由に飛び回っているが，液体での分子の運動はかなり制限されている．これと同じように超伝導体でも，$T_{\rm c}$より上では電子は互いにばらばらの運動をしているのに対し，$T_{\rm c}$より下の超伝導状態になると，何らかの意味の秩序をもって運動していると考えられる．