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Typischer Supraleitungseffekt bei Raumtemperatur ? allerdings ohne Supraleitung

Astronomie|Physik Technik|Digitales

Typischer Supraleitungseffekt bei Raumtemperatur ? allerdings ohne Supraleitung
Die für die Supraleitung bei tiefen Temperaturen verantwortlichen Elektronenpaare könnten sich unter Umständen schon bei Raumtemperatur ausbilden ? allerdings ohne die damit einhergehende Supraleitung. Dies haben Wissenschaftler der Universität von Cambridge in Großbritannien bei der Untersuchung des Verhaltens eines Hochtemperatursupraleiters in einem Magnetfeld herausgefunden. Darüber berichtet das Fachmagazin Physical Review B (Band 69 Artikel 144508).

Für ihre Studie benutzten Christos Panagopoulos und seine Kollegen einen schon vor längerer Zeit entdeckten Hochtemperatursupraleiter aus einer Verbindung von Kupferoxid mit Lanthan und Strontium. Um die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Eigenschaften dieses Stoffes zu untersuchen, führten die Wissenschaftler ein in zwei Abschnitte eingeteiltes Experiment durch.

Zunächst setzten sie ihren Supraleiter einem schwachen Magnetfeld aus und kühlten ihn danach auf tiefe Temperaturen ab. In dem kälteren Zustand bestimmten sie dann die Größe des den Leiter durchsetzenden Magnetfelds. Für den zweiten Teil des Experiments drehten sie die Reihenfolge dieser beiden Schritte um ? der Leiter wurde nun zuerst abgekühlt, bevor das Magnetfeld angelegt wurde.

Im zweiten Fall war das Magnetfeld in dem Supraleiter um einige Prozent kleiner als im ersten Fall, bei dem das Feld vor der Abkühlung angelegt wurde, obwohl die Rahmenbedingungen am Ende der beiden Teilversuche jeweils die gleichen waren ? der Supraleiter war der gleichen Endtemperatur und dem gleichen Magnetfeld ausgesetzt. Dieses Phänomen hängt damit zusammen, dass es für Magnetfelder schwieriger ist, in einen Supraleiter von außen einzudringen, wenn dieser den Strom verlustfrei leitet. Bei Raumtemperatur hingegen durchdringt das Magnetfeld den Leiter, und wird erst bei dem allmählichen Übergang in den supraleitenden Zustand daraus verdrängt. Daher war in dem Versuch das Magnetfeld am Ende in dem Supraleiter kleiner, der schon von Anfang an kalt war.

Überraschenderweise fanden die Cambridger Forscher diesen Effekt nicht nur bei Experimenten mit einer Endtemperatur von unterhalb 40 Grad über absolut Null, sondern auch bei der deutlich höheren von etwa 15 Grad Celsius. Da der Supraleiter bei dieser hohen Temperatur den Strom niemals verlustfrei leitete, ist jedoch noch unklar, wieso er dennoch ähnliche magnetische Eigenschaften wie in dem ultrakalten Zustand aufwies.

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