電気抵抗は電子が金属原子にぶつかってエネルギーを失うことで生じます。絶対零度に近い超低温では、電子がペアを組んでエネルギーを失わない“クーパー対”となり、抵抗がゼロになる超伝導状態が現れます。アブリコソフとギンツブルクは、強い磁場中でも超伝導が保たれるタイプII超伝導体を理論的に説明し、強磁場コイルの開発に道を開きました。レゲットは、ヘリウム3原子がペアを作り摩擦ゼロで流れる超流動の仕組みを解明しました。これらの研究は量子力学の不思議な性質を社会に役立つ技術へ結びつけた例であり、エネルギー輸送や医療機器に大きな影響を与えています。彼らの理論は現在の量子材料研究の基礎にもなっています。

超伝導は電子がフォノンを介してクーパー対を形成し、ボース凝縮することで生じる量子相です。ギンツブルク=ランダウ理論は超伝導凝縮密度を表す複素秩序パラメータψ(r)とベクトルポテンシャルA(r)を用いて自由エネルギーを記述し、臨界磁場や磁束量子を導きます。Abrikosovはκ=λ/ξ>1/√2の条件で磁束が量子化された渦糸として侵入し三角格子を形成することを示し、アブリコソフ格子と呼ばれる構造を予言しました。この理解はNb-Ti合金などが強磁場中で大電流を流せる理由を説明し、加速器マグネットやMRIに不可欠です。Leggettはフェルミ液体^3Heにおけるスピン三重項p波対形成を提案し、A, A1, Bの3相を導出しました。彼の枠組みはジョセフソン効果やゴールドストーンモードなど多くの実験を統合し、宇宙論やクォーク物質の対称性破れ研究にも応用されています。秩序パラメータの位相勾配が超電流を生み、Φ0=h/2eという磁束量子が現れることはマクロ量子コヒーレンスの代表例です。μSRやARPESなどの最新実験は理論予測の検証を進め、新しい量子材料設計に反映されています。

ギンツブルク＝ランダウ汎関数F=α|ψ|^2+β|ψ|^4+(1/2m*)|(-iħ∇-2eA)ψ|^2+|B|^2/2μ0から導かれるGL方程式をκ=λ/ξ≫1で解析したAbrikosovは、最低Landau準位近似により三角格子が最小エネルギーであることを示し、n_B=B/Φ0の磁束量子密度を予言しました。κ_c=1/√2という第一・第二種境界の導出は高磁場応用材料探索の指標となっています。レゲットはBalian-Werthamer型スピン三重項ペアリングを³Heに適用し、多成分秩序パラメータd(k)=Δ(T)R(Ĥ)(k_x+ik_y)ê_zを導入してSO(3)_L×SO(3)_S×U(1)_ϕの自発的対称性破れを解析しました。B相での9成分ゴールドストーンモードやA相での軌道縮退の理論はNMR・音響測定で検証済みです。London極限の渦糸相互作用やEliashberg理論による非局所補正は高κ酸化物超伝導体で不可欠となり、レゲットモードはMgB₂や鉄系多帯超伝導体でも観測されています。多成分秩序パラメータの概念はSr₂RuO₄やUTe₂、さらには冷却原子気体のp波Feshbach共鳴系にも拡張され、トポロジカル超伝導の理論的基盤を形成しています。