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Physiker feiern Durchbruch: Supraleiter bei Raumtemperatur scheinen möglich

Universität Leipzig Physiker feiern Durchbruch: Supraleiter bei Raumtemperatur scheinen möglich

Physikern der Universität Leipzig ist ein Durchbruch bei der Erforschung von Supraleitern gelungen. Mit der nun entwickelten Methode kann die Zusammensetzung bestimmter Stoffe bestimmt werden. Fernziel der Forschung ist, Materialien zu entwickeln, die elektrischen Strom ohne Widerstand – also verlustfrei – übertragen können.

Groß, schwer und teuer: Ein Magnet-Resonanz-Tomograph (MRT) in einer Klinik. Die grundlegende Funktionsweise eines solchen Gerätes nutzten Leipziger Forscher nun, um neue Wege im Bereihch der Supraleiter beschreiten zu können. Die ERgebnisse könnten dazu dienen, um MRT-Geräte kleiner, leichter und weniger aufwendig zu gestalten. (Archivbild)

Quelle: dpa

Leipzig. Bei normaler Umgebungstemperatur weisen alle elektrischen Leiter einen elektrischen Widerstand auf. Dabei wird elektrische Energie – landläufig Strom – in Wärme umgewandelt. Es gibt jedoch Stoffe, die unter bestimmten Voraussetzungen keinen Widerstand mehr aufweisen, sogenannte Supraleiter. Bislang mussten die leitenden Komponenten dazu meist auf tiefe und tiefste Temperaturen herabgekühlt werden. Erst unterhalb einer Grenze, der sogenannten Sprungtemperatur, ließ sich elektrische Energie verlustfrei übertragen. Anwendungen für Supraleiter finden sich zum Beispiel in der Medizin, so zum Beispiel in Magnet-Resonanz-Tomographen (MRT).

Die grundsätzliche Funktionsweise von MRT-Untersuchungen haben sich nun Forscher der Universität Leipzig zu Nutze gemacht. Schon seit Jahren untersuchen Wissenschaftler um den Physiker Jürgen Haase Stoffe auf Supraleitfähigkeit mittels Magnet-Resonanz-Scans. Dabei liegt der Fokus der Leipziger auf Kupfer-Sauerstoff-Verbindungen, sogenannten Kupraten. Dem Forscher Michael Jurkutat ist es nun gelungen, einen messbaren Parameter zu bestimmen, der die maximale Sprungtemperatur bestimmt, also den höchsten Wert, unterhalb dessen Supraleitfähigkeit gegeben ist. Der Wert, den die Wissenschaftler messen ist dabei die Verteilung der Ladung zwischen Kupfer- und Sauerstoffatomen.

Diese Forschungsergebnisse sollen in Zukunft ermöglichen, die Zusammensetzung von Kupfer-Sauerstoff-Verbindungen so zu bestimmen, dass die Sprungtemperatur angehoben werden kann. Perspektivisch sollen damit Superleiter geschaffen werden, die auch bei Raumtemperatur arbeiten. Dabei kann bei Geräten wie eben einem MRT im Krankenhaus die aufwendige Kühlanlage entfallen, das Gerät wird kleiner, leichter und unter Umständen kostengünstiger.

Die Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature Communications“ publiziert.

joka

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