A tudomány eredményeit olykor csak évtizedek-évszázadok múltán sikerül megvalósítani a gyakorlatban. Ez nemcsak a régi korokra érvényes, napjainkban sincs másképp. Hiába büszkélkedünk azzal, hogy a legrövidebb idő alatt minden felfedezés   napi életünk része lesz, az ipar, energetika és a környezetkímélés számára oly fontos szupravezetés felhasználása még jó ideig a jövő zenéje marad. De miről is van szó?

A villamossággal foglalkozó tudósok a tizenkilencedik század folyamán kiderítették, hogy az árammal szemben a fémvezető ellenállást tanúsít. Ennek nagyságát az iskolai tananyaggá nemesült Georg Simon Ohm német fizikus határozta meg.  Természetszerűleg ilyenkor a  huzal felmelegszik, ennek mértékét viszont angol kollégája, a fizikaórákról ugyancsak ismerős  James Prescott Joule adta meg aki meghatározta, hogy a villamos áram nagyságával négyzetesen arányos a veszteség.  Mindez a mindennapi gyakorlatban a villamos távvezetékeknél lett elsőrendűen fontos, hiszen egyáltalán nem mindegy, hogy a szállított energia mekkora hányada veszik el a vezetékek ellenállása miatt. A veszteségek csökkentésére találták fel a transzformátort – egyébként megalkotói a budapesti Ganz gyár mérnökei Bláthy Ottó Titusz, Déri Miksa és Zipernowsky Károly voltak -, amely lehetővé teszi nagyfeszültség mellett sokkal kisebb áramerősségen ugyanakkora villamos energia továbbítását, ami jó ideig megfelelő megoldást is jelentett. Csakhogy a huszadik században villamosították egész sárgolyónkat, olyan mértékűvé vált az energiaéhség, hogy már néhány százalék veszteség is jelentősnek számít. Arról nem is beszélve, hogy a több ezer kilométeres távvezetékeken elveszik az energia egyötöde. Ez pedig már százmilliárd dollárokban mérhető. Felvetődik: de jó lenne, ha nem lenne a vezetékeknek villamos ellenállása. Hiszen akkor veszteség sem lenne. Ez nem gyerekálom: van ilyen, szupravezetésnek hívják. Csak egy baj van még mindig vele: csupán nagyon kis hőmérsékleten működik. És nem is korunk agyréme, ugyanis csaknem száz évvel ezelőtt egy holland fizikus, Heike Kamerling Onnes fedezte fel.

A híres németalföldi Hanza városban, Groningenben született.1853. szeptember  21-én. Tanulmányait szülővárosában, majd Deftben és Leidenben végezte. Anyaegyetemén lett tanársegéd, majd professzor, egész munkássága is e világhírű intézményhez kötődik.

A tizenkilencedik század végén a tudósok az alacsony hőmérsékletek bűvöletében éltek. Az egyik fontos kérdés az volt, hogy van-e és mekkora a legkisebb, természetben előforduló hőmérséklet, a másik, hogy vajon hogyan viselkednek a vegyi elemek ilyen szélsőséges viszonyok között. Az előbbi kérdésre William Thomson, ismertebb nevén lord Kelvin adta meg a választ, bizonyítva, hogy a természetben van egy abszolút nulla fok, ezt az ő tiszteletére 0 ⁰K-nak nevezték el, ami hétköznapi nyelvre lefordítva -273,15 ⁰C-nak felel meg. Hamarosan az is kiderült, hogy ilyenkor az atomok egyes részeinek rezgése befagy, ennek megfelelően különleges tulajdonságokat vesznek fel.  A másik kérdésre épp a hollandus professzor próbálta megadni a választ.

Kamerling Onnes a leideni egyetemen berendezett magának egy laboratóriumot, amelyben gázokat cseppfolyósított. A legalacsonyabb hőmérsékletet 1908-ban sikerült elérnie: -268,5 ⁰C-ot, ami alig több 4 kelvinnél. Első jelentős eredménye a hélium cseppfolyósítása volt. Ez elsőként neki sikerült. A továbbiakban arra összpontosította figyelmét, hogy az egyes vegyi elemek milyen tulajdonságokat mutatnak folyékony héliumba mártva. Legnagyobb meglepetésére a higany teljes mértékben elvesztette villamos ellenállását. Kísérleti eredményeit egy merőben szokatlan elmélettel koronázta meg, amely szerint a higanyhoz hasonlóan valamennyi fém egy bizonyos, kritikus hőmérsékleten ugyancsak szupravezetővé válik, tehát a villamos áram akadálytalanul folyik benne. Hogy mekkora szenzációt keltett vele, arra a legjellemzőbb, hogy két évvel nyilvánosságra hozatala után, 1913-ban megkapta érte a fizikai Nobel-díjat. Hamarosan az is kiderült, hogy a svéd akadémia által kijelölt bizottság nagyon is helyesen döntött: sorban sikerült a legtöbb fém szupravezetését bizonyítani, sőt ötvözetekre is kiterjeszteni Kamerling Onnes elméletének helyességét.  Persze ezzel a kérdés korántsem zárult le. Húsz év múltán, Meissner és Aschenfeld bebizonyították, hogy amiatt oly akadálytalan az áram, mivel szupravezető állapotban a mágnesezhető anyagok (ferromágnesek) nem mágnessé (diamágnessé ) válnak, mivel kiszorítják a villamos vezető belsejéből a mágneses teret. Ettől a fő kérdés még mindig megválaszolatlan maradt: mitől az akadálytalan villamos áram? Erre végül J. Bardeen, L..M. Cooper és J.R. Schriever adta meg 1956-ban a választ, a nevük kezdőbetűiből alkotott BCS elméletben, amely szerint a negatív töltésű elektronok az abszolút nulla fok közelében nem taszítják egymást, épp ellenkezőleg, párokba rendeződve fegyelmezetten továbbítják a villamos áramot. Elméletükért 1972-ben Nobel-díjjal tüntették ki őket.  Hogy milyen példátlanul elegáns a magyarázatuk, arra a legjobb példa, hogy napjainkig mindössze John Bardeen szerzett két fizikai Nobel-díjat. Az előzőt a tranzisztor 1948-as felfedezéséért kapta, a véletlen folytán épp 1956-ban.  A szupravezetés elméletének teljes diadalát Heike Kamerling Onnes már nem érte meg: 1926. február 21-én Leidenben elhunyt. A gyakorlati alkalmazás terén pillanatnyilag felemás helyzet uralkodik: a folyékony hélium előállítása nagy költségeket kíván, emiatt csak kísérleti körülmények között használják. A legnagyobb szupravezető áramkörök jelenleg a részecskegyorsítókban vannak. Az európai, berni CERN és az amerikai, bataviai  Fermilab kutatói egyaránt szupravezető elektromágnesekkel dolgoznak, amelyekkel a részecskegyorsító ütközési energiáját az eredeti teljesítmény ötszörösére sikerült emelni. A mindennapi gyakorlatban akkor tudnak majd elterjedni, ha sokkal magasabb hőmérsékleten is sikerül az ellenállás nélküli villamos vezetést biztosítani. Bíztató kísérletek már vannak: egyes fémkerámiák már 100 ⁰K-on is szupravezetők, csakhogy még ez is  -170 ⁰C-ot jelent. A jövőt nagyon nehéz megjósolni, mivel a hő emelkedésével az atomok egyre nagyobb kilengést végeznek a kristályrácsban, így kétséges, hogy szobahőmérsékleten valaha is sikerül a szupravezetést megvalósítani. Ez viszont mit sem von le Heike Kamerling Onnes zsenialitásából, aki egyetlen fém vizsgálatával általánosan érvényes  törvényszerűséget fedezett fel.