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Auf der Spur der Supraleiter: Physikertagung beginnt am Sonntag in Dresden

Auf der Spur der Supraleiter: Physikertagung beginnt am Sonntag in Dresden

Fast 200 Physiker aus Nah und Fern wollen sich ab Sonntag in der Dresdner Dreikönigskirche treffen, um neue Forschungsergebnisse in der Welt der Quanten und Elementarteilchen zu diskutieren.

Im Fokus steht ein ungewöhnliches Zusammenspiel von Elektronen, das möglicherweise einmal den Schlüssel zu Maschinen von einzigartiger Energieeffizienz liefern könnte.

Die Forscher kommen auf Einladung des Dresdner "Max-Planck-Instituts für Chemische fester Stoffe" (MPI-CPFS), das zu den internationalen Vorreitern auf diesem Spezialgebiet der Physik zählt - und das demnächst ausgebaut werden soll. Das 230 Köpfe starke Institut will weitere Forscher akquirieren, aber auch neue Experimentieranlagen wie eine molekulare Epitaxie-Abscheidungsanlage (Kostenpunkt: rund 850 000 Euro) und ein stärkeres Elektronenmikroskop anschaffen und Neubauten an der Nöthnitzer Straße angehen. Baustart ist voraussichtlich im Herbst.

Ein Schwerpunkt des Planck-Instituts sind die physikalischen Grundlagen für Supraleitung - und an der rätseln Forscher rund um den Erdball bereits seit Jahrzehnten. "Wenn da mal praktisch was rauskommt, dann sind wir alle Energie-Probleme auf einen Schlag los", betont Dr. Steffen Wirth vom MPI-CPFS. Denn Supraleitung bedeutet nichts anderes, als dass bestimmte Materialien plötzlich jeden Widerstand gegen Strom aufgeben, sie also verlustfreie Energieleiter werden.

Leider gibt es da ein ernstes Problem: Die ersten Supraleiter wie Quecksilber, die vor 100 Jahren entdeckt wurden, leiten Strom nur widerstandsfrei, wenn sie bis auf wenige Grad über dem absoluten Temperatur-Nullpunkt (minus 273,15 Grad Celsius = 0 Kelvin) tiefgekühlt werden. Durch die Entdeckung neuer Supraleitstoffe konnte diese Sprungtemperatur zwar inzwischen auf etwa minus 150 Grad hochgetrieben werden - von Supraleitern bei Zimmertemperatur sind wir aber immer noch ein gutes Stück entfernt.

Das liegt auch daran, dass die Physikergemeinde das Prinzip hinter dieser sogenannten "Hochtemperatur-Supraleitung" noch nicht voll durchschaut hat. Stark vereinfacht gesagt, vermuten die Forscher, dass sich die Elektronen in diesen Materialien wie Fußballspieler zu Teams zusammenschließen, so ein Vergleich von Dr. Steffen Wirth vom MPI-CPFS. Und die rufen sich untereinander gewissermaßen Kommandos zu wie: "Hier ist Elektron Nummer 1. Ich habe einen atomfreien Tunnel gefunden, wo wir auf keinerlei Widerstand stoßen. Alle mir nach!"

Dies ist freilich nur eine Analogie. Die wirklichen Abläufe sind noch zu klären und haben möglicherweise mit dem "Spin", dem magnetischen Moment der Elektronen zu tun, die das Atomgitter zum Schwingen bringen. Eben solche Fragen wollen die Teilnehmer der Tagung "Quantum Criticality and Novel Phases" (QCNP) vom 26. bis 29. August in Dresden diskutieren.

Heiko Weckbrodt

Mehr Infos im Netz: computer-oiger.de.

Aus den Dresdner Neuesten Nachrichten vom 24.08.2012

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