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Quantenphänomene: Supra-Festkörper gleitet ohne Reibung

Eun-Seong Kim und Moses Chan von der Pennsylvania State University haben erneut zeigen können, dass festes Helium ähnlich wie eine superfluide Flüssigkeit reibungslos gleiten kann. Damit bestätigen sie Experimente, die sie bereits im Januar dieses Jahres durchführten. Damals hatten sie das Edelgas für ihre Versuche noch in einem porösen Glas gefangen gehalten. Die Forscher konnten daher nicht ausschließen, ob der seinerzeit gemessene Effekt nicht vielleicht von diesem Material hervorgerufen wurde.

Diesmal gossen sie flüssiges Helium in eine kleine Rille eines Torsionspendels, wobei das Pendel aus einer mittig aufgehängten Scheibe besteht, die sich abwechselnd links- oder rechtsherum dreht. Bei einem Druck von über 2,6 Megapascal und bei Temperaturen von unter 230 Millikelvin veränderten sich die Eigenschaften des nunmehr verfestigten Heliums: Abweichungen der Schwingungsfrequenz der Torsionsscheibe deuten darauf hin, dass es ohne Reibung über die Scheibe glitt, ohne an der Drehung weiterhin teilzunehmen.

Kontrollversuche mit Helium-3, das sich wegen des Fehlens eines Neutrons im Atomkern fermionisch verhält und im Gegensatz zum normalen, bosonischen Helium den quantenmechanischen suprafesten Zustand nicht einnehmen kann, zeigten erwartungsgemäß keine Veränderungen der Drehbewegung der Torsionsscheibe und somit keinen supragleitenden Zustand.

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