正常導體存在電阻效應，如果給其一個電流脈沖，這個電流會很快衰減爲零。如果將超導體降溫到一個很低的臨界溫度以下，這時該金屬的電阻會突然消失，從而進入超導狀態。超導線圈中的電流可以在沒有外加電壓的情況下持續存在。從微觀角度來說，超導與普通導體的區別在于其中電子的存在形式。普通導體中電子單個存在，由于電子作爲費米子，根據泡利不相容原理，會逐漸由低到高占據能帶直到費米能級。而在超導體中，電子之間借助晶格的相互作用而産生一個等效的吸引作用，從而兩兩配對，成爲庫伯電子對。這種配對效應會在電子的連續能譜中打開一個帶隙，從而導致金屬中的常見散射不足以克服這一帶隙而不會發生。這就解釋了超導中持續電流存在的原因。從另外一個角度分析，由于兩個費米子的複合例子是玻色子，在低溫下這些電子對會凝聚到最低的能級上，從而形成一種宏觀的量子態。這一超導機制（BCS理論）由巴登、庫伯、施裏弗于1957年前後首次提出，他們也因此獲得了1972年的諾貝爾物理學獎。值得一提的是，巴登此前于1947年與布拉頓合作制作出世界上第一個三極管，並因此與發明二極管的肖克萊共享了1956年的諾貝爾物理獎。巴登也是迄今爲止唯一一個獲得兩次諾貝爾物理獎的科學家。 

　　我們把時間定格在1962年。當時巴登已經獲得了諾貝爾物理學獎，並且創立了超導的BCS理論，而約瑟夫森此時只是劍橋大學的一名在讀博士研究生。約瑟夫森考慮的是如果將兩塊超導體逐漸靠近，中間只夾著一層幾納米厚的絕緣體，會發生什麽情況？ 

　　約瑟夫森認爲，由于超導中電子處于一種宏觀的量子態，那麽兩塊超導體中的波函數就會發生一定的疊加，並且産生幹涉效應。當兩塊超導體之間沒有外加電壓時，我們可以認爲二者中電子對波函數的頻率相等，這時波函數的疊加導致電子對直接隧穿通過絕緣層。這一遂穿電流的大小取決于二者的相位，如果當它們的相位相同時，會發生相長幹涉，兩個波互相增強，波動幅度加倍，頻率不變；當相位相反（相差180度）時，會發生相消幹涉，波動幅度爲0。如果在兩塊超導體之間加入電壓，會發生什麽情況呢？這時兩者的波函數頻率會有不同，從而會發生拍頻的現象。例如當我們在幾乎同一個位置放置兩個頻率略微不同的音叉，當它們共同發出聲音時，我們在遠處會聽到聲音強度會有一個緩慢的強弱變化，這一強度變化的頻率等于兩個音叉頻率的差值。同樣的道理，當兩塊超導體中電子對波函數頻率由于外加電壓而略微不同時，它們之間的幹涉導致波函數的幅度隨時間發生強弱交替的變化，這反應在電流上，就導致一個來回震蕩的交流電流。由于波函數的頻率正比于能量，波函數的頻率差正比于外加電壓，這樣通過整個體系的電流震蕩頻率也就正比于外加電壓。直觀上來說，這是一個很令人吃驚的結果，因爲一個恒定的外加電壓居然會産生交變的電流！ 

　　約瑟夫森發表上述理論後，得到了巴登的強烈反對。因爲在約瑟夫森的推理中，需要認爲電子可以對作爲一個整體穿過絕緣層，從而形成波函數間的量子幹涉。而事實上，根據BCS理論，只有在超導狀態的材料中電子才能穩定地成對地出現和運動。如果在絕緣材料中電子是以單個的形式穿過，那麽約瑟夫森將不會再成立。在巴登1962年发表的一片論文中，他以注释的形式写道：由于电子配对机制不会延伸到绝缘层中，约瑟夫森提出的效应不会存在。在九月份于伦敦召开第八届国际低温物理会议上，两人甚至发生了面对面的交锋。作为一名研究生，面对大名鼎鼎的诺贝尔奖得主，约瑟夫森依然坚持了自己的意见。 

　　最終，1963年，安德森和羅厄爾通過實驗證明了約瑟夫森的結果是正確的。事實上，當絕緣層的厚度爲幾個納米時，仍然小于電子的相幹長度，絕緣層兩側的電子仍然可以發生關聯，從而支持了電子對隧穿的圖像。這一效應于是被稱爲約瑟夫森效應，並且用來成爲電壓的測量標准，而超導量子幹涉儀（SQUID）也是基于約瑟夫森效應構建的。1972年和1973年的諾貝爾獎也分別授予巴登和約瑟夫森，以表彰他們在超導領域的貢獻。