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Physik: Was den Stromfluss in Supraleitern behindert

Die drastische Reduktion des supraleitenden Stroms auf Grund winziger Materialfehler erschwert die praktische Anwendung der Hochtemperatursupraleiter. Mit einer mikroskopischen Modellierung solcher Defekte konnte dieses Verhalten nun verstanden werden.
HochtemperatursupraleiterLaden...
Die Supraleitung birgt noch so manches Geheimnis, obwohl sie nächstes Jahr schon ihr 100-jähriges Jubiläum feiert. Von Anfang an hinkte das theoretische Verständnis dieses faszinierenden quantenmechanischen Phänomens der experimentellen Beobachtung weit hinterher. So dauerte es nach der Entdeckung der supraleitenden Eigenschaften des Quecksilbers noch ein halbes Jahrhundert, bis die US-Physiker John Bardeen, Leon N. Cooper und John R. Schrieffer eine mikroskopische Theorie des widerstandslosen Stromflusses präsentierten. Dessen Ursache ist demnach die nur bei extrem tiefen Temperaturen mögliche Kopplung je zweier Leitungselektronen durch die Quanten der Gitterschwingungen, die so genannten Phononen, zu einem "Cooper-Paar".

Die Entdeckung der Hochtemperatursupraleitung in Kupferoxidverbindungen durch Johannes G. Bednorz und Karl Alex Müller im Jahr 1986 stellte die theoretischen Physiker vor eine neue Herausforderung. Schnell war klar, dass die Erklärung dieses Phänomens noch komplizierter sein muss als bei Metallen oder Metalllegierungen...

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