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25. März 2019

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Widerstand ist zwecklos

Widerstand ist zwecklos© Bilderbox.com

Die TU Wien forscht an unbeweglichen Ladungsträgern, die klebstoffartig Supraleitungen ermöglichen. Es gilt die richtigen Verhältnisse zwischen Materialien und Temperaturen zu finden und damit dann Anwendungen etwa im Bereich Verkehr (Hochgeschwindigkeitsbahnen) oder Bildgebung zu verbessern.

Gewöhnliche Kabel, Drähte oder elektronische Bauteile haben einen gewissen elektrischen Widerstand. Es gibt allerdings spezielle supraleitende Materialien mit der besonderen Fähigkeit elektrischen Strom mit einem Widerstand von exakt null zu transportieren – zumindest bei sehr niedrigen Temperaturen.

Verkehr und Medizin
Ein Material zu finden, das sich auch bei Raumtemperatur immer noch als Supraleiter verhält, wäre ein wissenschaftlicher Durchbruch und das sowohl theoretisch wie auch technologisch. Es würde eine Reihe ganz neuer Anwendungen ermöglichen, etwa von schwebenden Hochgeschwindigkeitszügen bis hin zu neuen bildgebenden Verfahren für die Medizin.
Die Suche nach solchen Hochtemperatur-Supraleitern ist allerdings extrem schwierig, weil viele der Quanteneffekte, die mit der Supraleitung in Zusammenhang stehen, noch nicht gut verstanden sind. Neven Barišic vom Institut für Festkörperphysik an der TU Wien experimentiert mit der Materialklasse Cupraten, die als aktueller Rekordhalter bei Normaldruck bis zu einer Temperatur von 140 Kelvin (-133° C) supraleitend bleiben.

Die Suche nach dem Heiligen Gral
„Das Phänomen der Hochtemperatur-Supraleitung wird seit Jahrzehnten eingehend erforscht, aber bisher hat niemand das Rätsel wirklich gelöst“, sagt Neven Barišic. „Ein Material, das bei Raumtemperatur supraleitend bleibt, wäre gewissermaßen der Heilige Gral der Festkörperphysik, und dem kommen wir näher und näher“, so der TU-Forscher. Barišic und sein Team konnten nun zeigen, dass es in Cupraten zwei fundamental unterschiedliche Ladungsträger gibt und ihr „subtiles“ Wechselspiel entscheidend ist für die Supraleitung.
Wenn es nun möglich wird, Materialien zu erzeugen, die auch bei Raumtemperatur noch supraleitend bleiben, könnten etwa elektronische Geräte gebaut werden, die kaum noch elektrische Energie verbrauchen würden. Schwebende Züge könnten konstruiert werden, mit Hilfe von extrem starken supraleitenden Magneten, sodass billiger, ultraschneller Transport möglich werden würde.

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red/cc, Economy Ausgabe Webartikel, 01.02.2019