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Physik: Metallfilme im Zwitterzustand



Bei extrem tiefen Temperaturen werden manche Metalle supraleitend. Dann fungieren nicht mehr einzelne Elektronen, sondern Elektronenpaare als Ladungsträger. Damit der elektrische Widerstand verschwindet, müssen sich diese so genannten Cooper-Paare zusätzlich alle im selben Quantenzustand befinden oder – wie Physiker sagen – phasenkohärent sein. Wird ihr "Gleichtakt" zerstört, bricht nicht nur die Supraleitung zusammen, sondern es entsteht sogar ein perfekter Isolator; andere Möglichkeiten gibt es der Theorie nach nicht. Doch die Praxis sieht anders aus: Experimente aus den letz-ten Jahren haben gezeigt, dass dünne supraleitende Metallfilme manchmal einen elektrischen Widerstand aufweisen, der weder null noch unendlich ist, sondern normaler metallischer Leitfähigkeit entspricht. Die Theorie der Me-talle sei in einer Krise, erklären deshalb die US-Physiker Philip Phillips und Denis Dalidovich. Doch haben sie die Ret-tung schon parat. Ihren theoretischen Untersuchungen zufolge können die Cooper-Paare in einem ungeordneten, "glasartigen" Zustand kondensieren. Darin gibt es lokale Reste von Ordnung, die für die metallische Leitfähigkeit sorgen.

(Science, 10.10.2003, S. 243)

Aus: Spektrum der Wissenschaft 12 / 2003, Seite 12
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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