正常导体存在电阻效应，如果给其一个电流脉冲，这个电流会很快衰减为零。如果将超导体降温到一个很低的临界温度以下，这时该金属的电阻会突然消失，从而进入超导状态。超导线圈中的电流可以在没有外加电压的情况下持续存在。从微观角度来说，超导与普通导体的区别在于其中电子的存在形式。普通导体中电子单个存在，由于电子作为费米子，根据泡利不相容原理，会逐渐由低到高占据能带直到费米能级。而在超导体中，电子之间借助晶格的相互作用而产生一个等效的吸引作用，从而两两配对，成为库伯电子对。这种配对效应会在电子的连续能谱中打开一个带隙，从而导致金属中的常见散射不足以克服这一带隙而不会发生。这就解释了超导中持续电流存在的原因。从另外一个角度分析，由于两个费米子的复合例子是玻色子，在低温下这些电子对会凝聚到最低的能级上，从而形成一种宏观的量子态。这一超导机制（BCS理论）由巴登、库伯、施里弗于1957年前后首次提出，他们也因此获得了1972年的诺贝尔物理学奖。值得一提的是，巴登此前于1947年与布拉顿合作制作出世界上第一个三极管，并因此与发明二极管的肖克莱共享了1956年的诺贝尔物理奖。巴登也是迄今为止唯一一个获得两次诺贝尔物理奖的科学家。
我们把时间定格在1962年。当时巴登已经获得了诺贝尔物理学奖，并且创立了超导的BCS理论，而约瑟夫森此时只是剑桥大学的一名在读博士研究生。约瑟夫森考虑的是如果将两块超导体逐渐靠近，中间只夹着一层几纳米厚的绝缘体，会发生什么情况？
约瑟夫森认为，由于超导中电子处于一种宏观的量子态，那么两块超导体中的波函数就会发生一定的叠加，并且产生干涉效应。当两块超导体之间没有外加电压时，我们可以认为二者中电子对波函数的频率相等，这时波函数的叠加导致电子对直接隧穿通过绝缘层。这一遂穿电流的大小取决于二者的相位，如果当它们的相位相同时，会发生相长干涉，两个波互相增强，波动幅度加倍，频率不变；当相位相反（相差180度）时，会发生相消干涉，波动幅度为0。如果在两块超导体之间加入电压，会发生什么情况呢？这时两者的波函数频率会有不同，从而会发生拍频的现象。例如当我们在几乎同一个位置放置两个频率略微不同的音叉，当它们共同发出声音时，我们在远处会听到声音强度会有一个缓慢的强弱变化，这一强度变化的频率等于两个音叉频率的差值。同样的道理，当两块超导体中电子对波函数频率由于外加电压而略微不同时，它们之间的干涉导致波函数的幅度随时间发生强弱交替的变化，这反应在电流上，就导致一个来回震荡的交流电流。由于波函数的频率正比于能量，波函数的频率差正比于外加电压，这样通过整个体系的电流震荡频率也就正比于外加电压。直观上来说，这是一个很令人吃惊的结果，因为一个恒定的外加电压居然会产生交变的电流！
约瑟夫森发表上述理论后，得到了巴登的强烈反对。因为在约瑟夫森的推理中，需要认为电子可以对作为一个整体穿过绝缘层，从而形成波函数间的量子干涉。而事实上，根据BCS理论，只有在超导状态的材料中电子才能稳定地成对地出现和运动。如果在绝缘材料中电子是以单个的形式穿过，那么约瑟夫森将不会再成立。在巴登1962年发表的一片论文中，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。
最终，1963年，安德森和罗厄尔通过实验证明了约瑟夫森的结果是正确的。事实上，当绝缘层的厚度为几个纳米时，仍然小于电子的相干长度，绝缘层两侧的电子仍然可以发生关联，从而支持了电子对隧穿的图像。这一效应于是被称为约瑟夫森效应，并且用来成为电压的测量标准，而超导量子干涉仪（SQUID）也是基于约瑟夫森效应构建的。1972年和1973年的诺贝尔奖也分别授予巴登和约瑟夫森，以表彰他们在超导领域的贡献。
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