Los electrones en un conductor son como una multitud caótica: al chocar, pierden energía y surge la resistencia. En un superconductor, en cambio, se mueven de manera coordinada, como parejas en un baile sincronizado, sin rozarse. Este estado tiene una entropía reducida, es decir, menos desorden.
Este comportamiento es raro en el oro y el cobre. Pero en capas de apenas dos o tres átomos de espesor para el cobre, o cinco para el oro, los electrones se sincronizan con las vibraciones de los átomos y la resistencia desaparece. El problema es que esto requiere enfriamiento por debajo de 1 K con helio líquido.
El avance vino de un aislante de nitruro de boro colocado sobre una película de cobre. Si se unen las capas a través de átomos de boro, la temperatura superconductora es de 3,23 K. Pero girar el cristal para que el enlace se dé a través de nitrógeno la eleva a 7 K. La razón es el cambio en la «superficie de Fermi», el límite de los estados electrónicos ocupados. Esta entra en resonancia con la red atómica, amplificando fuertemente la interacción necesaria. John Bardeen predijo el mecanismo de emparejamiento de electrones ya en 1957, y la espectroscopía permite hoy observar estos efectos directamente.
Los átomos de oro son tan masivos que sus vibraciones normalmente no pueden sincronizarse con los electrones. Pero en una película de cinco átomos de espesor —como en una finísima lámina— se vuelven flexibles y se suman al ritmo común.
Stanisław Lem en «Solaris» describía metamateriales cuyas propiedades dependían del espesor, como estas capas superconductoras.