Электроны в обычном проводнике ведут себя как хаотичная толпа: сталкиваясь друг с другом и с дефектами решётки, они теряют энергию, что проявляется как электрическое сопротивление. В сверхпроводнике же электроны движутся согласованно, словно пары в слаженном танце, не задевая друг друга. Это состояние характеризуется пониженной энтропией — мерой беспорядка в системе.

Такое поведение — редкость для благородных металлов, таких как золото и медь. Однако в ультратонких слоях — толщиной всего в два-три атома для меди или пять для золота — электроны синхронизируются с колебаниями кристаллической решётки, и сопротивление исчезает. Колебания эти квантованы и называются фононами; их взаимодействие с электронами и приводит к образованию куперовских пар. Беда в том, что для этого требуется охлаждение ниже 1 К с помощью жидкого гелия.

Прорыв был достигнут благодаря изолятору из гексагонального нитрида бора, наложенному на медную плёнку. Если соединить слои через атомы бора, критическая температура сверхпроводимости составляет 3,23 К. Но поворот кристалла, при котором связь осуществляется через атомы азота, поднимает её до 7 К. Причина — изменение «поверхности Ферми»: это граница в импульсном пространстве, разделяющая заполненные и пустые электронные состояния при абсолютном нуле. Поверхность Ферми входит в резонанс с колебаниями атомной решётки, резко усиливая электрон-фононное взаимодействие, необходимое для спаривания. Джон Бардин совместно с Купером и Шриффером предсказал этот механизм спаривания электронов в 1957 году, заложив основы теории БКШ, а спектроскопия сегодня позволяет наблюдать эти эффекты напрямую.