TU-Wien: Neuer Supraleiter entdeckt
Quantenphänomen mit "schiefer Optik"
Wien (pte034/07.04.2004/15:30) Wissenschaftler der Technischen Universität Wien http://www.tuwien.ac.at haben weltweit erstmalig ein magnetisches Material gefunden, das aufgrund seiner symmetrischen Eigenschaften eigentlich nicht supraleitend sein dürfte, es aber trotzdem ist. Eine Forschergruppe rund um Ernst Bauer vom Institut für Festkörperphysik der TU-Wien hat eine Materialverbindung aus Cer, Platin und Silizium (CePt3Si) entdeckt (Bild), für die räumliche Symmetrie nicht besteht, die aber trotzdem supraleitend wird. Die Wissenschaftler haben damit das erste Beispiel eines magnetischen Supraleiters gefunden, der kein Inversionszentrum besitzt, was einer Verletzung der räumlichen Symmetrie gleichkommt.
Ein Supraleiter ist ein Material, das unterhalb einer materialabhängigen Temperatur, mit elektrischem Widerstand null, den elektrischen Strom verlustfrei leitet und der bei Abkühlung ein Magnetfeld aus seinem Inneren verdrängt. Supraleiter werden vor allem dazu eingesetzt um sensible Materialen zu prüfen, wie die Außenhaut von Flugzeugen oder deren Nietverbindungen. Sie können aber auch zum Aufspüren von Erzadern oder Ölvorkommen genutzt werden, die für herkömmliche Sensoren unsichtbar bleiben. Wesentlich an diesem Phänomen ist die Möglichkeit der Umwandlung von Energie in Elektrizität oder umgekehrt, die Umwandlung elektrischer Energie in Kälte. Gelingt es, solche Materialien zu verbessern, kann die Effizienz der eingesetzten Energie substantiell gesteigert werden. Die Motorabwärme von Fahrzeugen könnte über solche thermoelektrischen Effekte zur Erzeugung von Elektrizität verwendet werden.
Das Phänomen des verschwindenden elektronischen Widerstandes in Supraleitern impliziert verlustlosen Stromtransport, der im Labormaßstab und in einigen Feldversuchen in Hochspannungsnetzen bereits erprobt wurde. Hier könnten große Energiesparpotenziale realisiert werden. Die weitreichenden Folgen dieser Entdeckung: das gegenwärtige Verständnis des Phänomens Supraleitung muss neu überdacht werden und die Materialentwicklung könnte neue Wege gehen. Die Realisierung eines supraleitenden Quantencomputers ist derzeit allerdings noch Zukunftsmusik. "Es ist der Traum jedes Festkörperphysikers dieser Community, solch ein System zu finden. Dieses bei der diesjährigen internationalen SCES-05 (International Conference of Strongly Correlated Electron Systems) in Wien zu präsentieren, stellt eine besondere Ehre dar", so Bauer.
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