Es gibt jedoch Supraleiter, die durchaus erlauben, dass Magnetfelder in sie eindringen – allerdings nicht beliebig, sondern nur entlang etwa drei Nanometer dünner Schläuche, die sich durch das Material ziehen, dicht an dicht gereiht sind und die von supraleitenden Strömen umkreist werden. Solche Wirbelchen beobachten Wissenschaftler unter anderem auch in keramischen Kupferoxid-Verbindungen wie dem YBa₂Cu₃O₇. Hierbei handelt es sich um so genannte Hochtemperatur-Supraleiter, die teilweise schon oberhalb von vergleichsweise "warmen" 100 Kelvin ihren Widerstand verlieren.

Während das Verhalten der gewöhnlichen Supraleiter weitgehend verstanden ist, bleibt bei diesen Exemplaren noch so manche Frage unbeantwortet. Eben auch die Beschaffenheit der Wirbelchen scheint hier eine Rolle zu spielen. Deshalb bedienten sich William Halperin von der Northwestern University in Evanston und seine Kollegen einer Methode, die der Magnetresonanz-Tomographie ähnelt, um mehr über die Struktur der winzigen Elektronen-Tornados herauszufinden.

Dabei erzeugt ein Magnet in der Apparatur der Forscher ein starkes homogenes Magnetfeld, während gleichzeitig hochfrequente elektromagnetische Strahlung im Megahertzbereich Sauerstoff-Atome anregt. Ihr Spin wird quasi von der Strahlung angeschubst und ins Torkeln versetzt. Nach einer gewissen Zeit richten sich die Spins dann wieder entlang des Magnetfeldes aus. Solange sie sich jedoch bewegen, strahlen die Atome eine charakteristische Resonanzstrahlung ab. Dank einer besonderen Spulengeometrie lässt sich so die Lage der jeweiligen Elemente genau ermitteln – mehr noch, die vergangene Zeit gibt Aufschluss über die elektronische Struktur des Materials.

Meist nutzt man zur Erzeugung des starken Magnetfelds aus Kostengründen eine supraleitende Spule, da deren Leistungsaufnahme aufgrund des verschwindenden Widerstands vergleichsweise gering ist. Auch im National High Magnetic Field Laboratory in Tallahassee kam eine solche Spule zum Einsatz, genau genommen waren es sogar zwei, die zusammen das mit 37 Tesla stärkste dauerhafte Magnetfeld der Welt produzierten. Damit ist es etwa eine Million Mal stärker als das der Erde. Dieser ganze so genannte Hybrid-Magnet wiegt beeindruckende 34 Tonnen und ist fast sieben Meter hoch.

So gelang es den Forschern mit hoher Auflösung, die Struktur der Supraleiter zu untersuchen und einen Blick in das Zentrum der Stromwirbelchen zu werfen. Sie stellten dabei fest, dass sich dort die Elektronen ganz anders verhalten als im übrigen Material. So verschwindet hier die Supraleitung – offenbar wegen des magnetischen Feldes, das wiederum durch die Stromwirbel hervorgerufen wird.

Weiterhin fanden die Wissenschaftler heraus, dass die kreisenden Ströme auch zu einer Art elektronischem Dopplereffekt führten. So war die Energie von Elektronen, die sich mit dem Strom bewegten, nach oben verschoben, während die der gegen den Strom fließenden, abgesenkt war. Dieser Dopplereffekt könnte nun der Schlüssel zum Verständnis der Hochtemperatur-Supraleiter sein. Sie sind deshalb von so großer Bedeutung, da sie sich mit vergleichsweise günstigem flüssigen Stickstoff kühlen lassen. Vielleicht gelingt es den Forschern, mit der gewonnen Erkenntnis auch Supraleiter bei noch höherer Temperatur zu schaffen.