Hochtemperatur-Supraleiter, die bei relativ hohen Temperaturen Strom verlustfrei transportieren, stecken noch voller Rätsel. Mit herkömmlichen Supraleitern gemein haben sie, dass sich in ihnen Elektronen bei Unterschreiten einer kritischen Temperatur zu so genannten Cooper-Paaren verbinden, die der Grund für den widerstandsfreien Stromtransport sind.

Bei den klassischen Supraleitern bewirken Schwingungen des Kristallgitters die Anziehung zwischen zwei sich ansonsten wegen ihrer gleichnamigen elektrischen Ladung abstoßenden Elektronen. Doch offenbar entstehen in Hochtemperatur-Supraleitern mit einem anderen Kristallaufbau diese Cooper-Paare nach einem anderen Mechanismus als in herkömmlichen Supraleitern. Hoch gehandelt werden unter Experten so genannte Spinfluktuationen. Bewiesen ist allerdings nicht, dass diese den Klebstoff zwischen den Elektronen bilden. Nun haben chinesische Forscher erstmals die Cooper-Paare in einem Hochtemperatur-Supraleiter mit einem Rastertunnelmikroskop unter die Lupe genommen und dabei neue Hinweise auf den Paarungsmechanismus in dieser Art von Supraleitern entdeckt.

Die Forscher um Qi-Kun Xue von der Tsinghua University in Peking untersuchten besonders reine Schichten des Hochtemperatur-Supraleiters Eisenselenid. Sie fanden, dass die Cooper-Paare in diesem Material eine ovale Form haben. Durch Gitterschwingungen erzeugte Cooper-Paare hingegen sind kugelförmig. Die Cooper-Paare weisen damit eine andere Symmetrie auf als das Kristallgitter des Eisenselenids, in dem sie sich befinden – sie brechen die Symmetrie des Materials. Dieser Symmetriebruch zeigt, dass sich in dem Material ein neuer Typus von Ordnung der Elektronen geformt haben muss. Somit dürfte sich ein neuer Ansatz ergeben haben, das Rätsel um den Paarungsmechanismus in Hochtemperatur-Supraleitern zu lüften. (cm)