Durchbruch in der Supraleitungsforschung: Wasserstoffmaterialien enthüllen ihre Geheimnisse
Anto Lehmann
Durchbruch in der Supraleitungsforschung: Wasserstoffmaterialien enthüllen ihre Geheimnisse
Forschende haben Fortschritte beim Verständnis von Hochtemperatur-Supraleitung mit wasserstoffreichen Materialien erzielt. Neue Messungen enthüllen entscheidende Details über die supraleitende Energielücke in Verbindungen wie H₃S und D₃S. Diese Erkenntnisse bringen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Lösung des Rätsels um widerstandsfreien Strom bei höheren Temperaturen einen Schritt näher.
Die supraleitende Energielücke ist ein zentrales Merkmal, das erklärt, wie sich Elektronen paaren, um einen supraleitenden Zustand zu erzeugen. Bisher war die Untersuchung dieser Lücke in wasserstoffreichen Materialien schwierig, da sie unter extremem Druck hergestellt werden müssen. Doch mithilfe der Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie ist es Forschenden nun gelungen, die Energielücke sowohl in H₃S als auch in dessen deuteriumbasiertem Pendant D₃S direkt zu beobachten.
Die Messungen zeigen, dass H₃S eine supraleitende Energielücke von etwa 60 Millielektronenvolt (meV) aufweist. Bei D₃S ist die Lücke mit rund 44 meV kleiner. Dieser Unterschied stützt die These, dass Elektron-Phonon-Wechselwirkungen – also die Art, wie Elektronen mit Schwingungen im Material interagieren – eine Schlüsselrolle für die Supraleitung spielen.
Cashback bei deinen
Lieblingsrestaurants und Services
Kaufe Gutscheine und spare in deinen Lieblingsorten in deiner Nähe
Materialien wie H₃S und LaH₁₀ gehören zu einer wachsenden Klasse von Hochtemperatur-Supraleitern. Ihre Entdeckung hat großes Interesse geweckt, da sie eines Tages zu Supraleitern führen könnten, die bei Raumtemperatur funktionieren. Solche Materialien würden Technologien revolutionieren – von verlustfreien Stromnetzen über fortschrittliche Quantencomputer bis hin zu Magnetschwebebahnen.
Die direkte Beobachtung der supraleitenden Energielücke in H₃S und D₃S liefert klarere Belege dafür, wie diese Materialien Supraleitung erreichen. Mit weiterer Forschung könnten diese Erkenntnisse helfen, praktische Supraleiter zu entwickeln, die unter weniger extremen Bedingungen arbeiten. Die Ergebnisse markieren damit einen Fortschritt sowohl für die Grundlagenforschung als auch für mögliche Anwendungen in der realen Welt.
