Supraleitung: Forscher erreichen neuen druckfreien Temperatur-Rekord

Physiker in den USA haben einen neuen Temperaturrekord für Supraleitung unter normalen Druckbedingungen erreicht. Fortschritte dieser Art helfen, die verlustfreie Übertragung von Strom in neue Anwendungsbereiche zu bringen.

Nur noch 151 Kelvin

Ein Forschungsteam der University of Houston konnte zeigen, dass ein bestimmtes Material bereits bei 151 Kelvin (etwa minus 122 Grad Celsius) supraleitend wird. Damit liegt die sogenannte Übergangstemperatur höher als bei allen zuvor bekannten Supraleitern, die ohne erhöhten Druck funktionieren. Die Ergebnisse wurden am 9. März in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Supraleiter sind Materialien, in denen elektrischer Strom ohne Widerstand fließen kann. Das macht sie für zahlreiche Anwendungen interessant, etwa für effizientere Stromnetze, medizinische Bildgebung oder zukünftige Technologien wie Fusionsreaktoren und besonders schnelle Elektronik. Ein zentrales Problem besteht jedoch darin, dass die meisten dieser Materialien extrem stark gekühlt werden müssen. Das macht ihren Einsatz teuer und technisch aufwendig.


Die jetzt erreichte höhere Übergangstemperatur gilt deshalb als wichtiger Fortschritt. Der Wert bezeichnet die Grenze, unterhalb der ein Material in den supraleitenden Zustand übergeht. Je näher dieser Punkt an die Raumtemperatur heranrückt, desto einfacher könnten entsprechende Technologien künftig eingesetzt werden.

Erinnerung an Druck

Der neue Rekord gelang mithilfe einer Methode, die als "Pressure Quenching" bezeichnet wird. Dabei wird ein Material zunächst sehr starkem Druck ausgesetzt, wodurch sich seine supraleitenden Eigenschaften verbessern. Während es noch unter Druck steht, wird es auf eine bestimmte Temperatur gekühlt. Anschließend wird der Druck plötzlich entfernt. Auf diese Weise bleiben die verbesserten Eigenschaften erhalten, obwohl das Material später unter normalen Bedingungen stabil ist.

Das verwendete Material basiert auf einer quecksilberhaltigen Kupferoxid-Keramik, die bereits in früheren Experimenten eine wichtige Rolle spielte. Mit der neuen Technik gelang es dem Team, die bisherige Rekordtemperatur um 18 Kelvin zu erhöhen.

Trotz des Fortschritts bleibt das große Ziel der Forschung weiterhin die Supraleitung bei Raumtemperatur, also etwa 300 Kelvin. Der aktuelle Rekord liegt noch rund 140 Grad Celsius darunter. Dennoch sehen Wissenschaftler in den neuen Ergebnissen einen bedeutenden Schritt auf dem Weg zu diesem seit über hundert Jahren angestrebten Ziel.


Siehe auch: