Blick in ein Hochtemperatursupraleiter-Stromkabel

Blick in ein Hochtemperatursupraleiter-Stromkabel: Flüssiger Stickstoff (blau) kühlt die Leiter, die aus keramischen Werkstoffen bestehen. Um Kühlverluste zu vermeiden, müssen die Kabel sehr gut isoliert sein.

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01.01.2025 VDE dialog

Ringen um jedes Grad

Eine kurze Forschungsgeschichte der Supraleiter 

1911   

Der niederländische Physiker Kamerlingh Onnes entdeckt bei Experimenten mit der Verflüssigung von Helium Supraleitung an Quecksilber. Der Effekt, dass der elektrische Widerstand verschwindet, wurde nur bei einer extrem niedrigen Sprungtemperatur von 4,2 Kelvin (minus 268 Grad Celsius) beobachtet. Die Sprungtemperatur, auch kritische Temperatur genannt, ist die Temperatur, bei der der Übergang von normalleitender zu supraleitender Phase stattfindet.

1957   

Drei US-amerikanische Physiker entwickeln die BCS-Theorie zur Erklärung der Supraleitung in Metallen.

1983   

Georg Bednorz und Karl Alexander Müller beginnen ihre Forschung in Keramiken aus Kupferoxiden. Das ist ungewöhnlich, weil diese Materialien zu der Zeit nur als Halbleiter oder Isolatoren bekannt sind. Die bis dahin höchste bekannte Sprungtemperatur von 23,5 Kelvin (minus 249 Grad Celsius) hat Niobgermanium, eine Legierung aus Germanium und Niob.

1986   

Bednorz und Müller weisen eine Sprungtemperatur von 35 Kelvin (minus 238 Grad Celsius) bei einem Barium-Lanthan-Kuprat nach und entdecken damit die Klasse von keramischen Supraleitern. Fortan werden Materialien mit signifikant höherer Sprungtemperatur, als sie klassische Supraleiter haben, als Hochtemperatursupraleiter bezeichnet.

2008   

Japanische Forscher entdecken eine neuartige Klasse von Hochtemperatursupraleitern: Verbindungen aus Eisen, Lanthan, Phosphor und Sauerstoff können supraleitend sein. Mit Beimischungen, wie etwa Arsen, steigt die Sprungtemperatur auf bis zu 56 Kelvin (minus 217 Grad Celsius).

2019   

Der weißrussische Physiker Mikhail Eremets knackt am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz den bisherigen Temperaturrekord. Er erschafft aus zehn Teilen Wasserstoff mit einem Teil Lanthan das Lanthanhydrid, das bei minus 23 Grad Celsius supraleitend ist – allerdings nur unter extrem hohem Druck, der das 17.000-Fache des Atmosphärendrucks beträgt.

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