Hintergrund: Supraleiter revolutionieren Alltag

- Hamburg - Supraleiter werden unseren Alltag revolutionieren: Sie sparen Strom, lassen Magnetbahnen schweben und ermöglichen Medizinern und Physikern bahnbrechende neue Einblicke. Der Clou der Wundermaterialien: Sie haben bei sehr tiefen Temperaturen keinen elektrischen Widerstand und lassen Strom verlustfrei passieren. Auch die gerade mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnete Kernspintomographie ist durch Supraleiter erst auf breiter Basis möglich geworden. Und nur dank seiner supraleitenden Magnete kann etwa Europas stärkstes Mikroskop, der Teilchenbeschleuniger HERA beim Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg, ins Innere von Atomkernbausteinen spähen.

<P>Entdeckt wurde die Supraleitung schon 1911, das erstaunliche Phänomen blieb aber lange unverstanden. Für grundlegende Arbeiten zum Verständnis der Supraleitung erhalten jetzt der Russe Vitali Ginsburg und sein Landsmann Alexej Abrikosow, der auch einen US-Pass hat, den Physiknobelpreis 2003. Sie teilen sich die Auszeichnung mit dem angloamerikanischen Physiker Anthony Leggett, der das verwandte Phänomen der Supraflüssigkeit für bestimmte Helium-Atome beschrieben hat. Supraflüssiges Helium verliert jede innere Reibung und kriecht beispielsweise die Wände hoch. Das Phänomen ist vor allem für die Grundlagenforschung interessant.</P><P>Supraleiter dagegen versprechen zahlreiche Anwendungen: "Die Arbeiten insbesondere von Abrikosow sind heute Basis für eine Milliarden-Dollar-Industrie", sagt Prof. Manuel Cardona vom Max- Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart. Der Weltmarkt für Supraleiter beläuft sich nach Angaben des Göttinger Kreises, einer Interessengemeinschaft deutscher Supraleiter-Forscher, derzeit auf rund drei Milliarden Dollar im Jahr. Ein Viertel davon entfalle auf Deutschland.</P><P>Dieser Markt wird sich den Erwartungen zufolge in den nächsten 20 Jahren vervierfachen. Zusätzlich rechnet der Göttinger Kreis allein durch die Energieeinsparung dank supraleitender Materialien bis 2025 mit einem volkswirtschaftlichen Nutzen von mehreren Milliarden Euro. So versickert im deutschen Stromnetz durch Übertragungsverluste derzeit die Leistung von zwei großen Kernkraftwerken.</P><P>Erste Praxistests mit supraleitenden Kabeln gibt es bereits, unter anderem in Dänemark: So fließt in Kopenhagen der Strom für mehrere tausend Haushalte - einschließlich des Flughafens - durch ein 30 Meter langes supraleitendes Kabel. "Die Arbeiten von Ginsburg und Abrikosow sind zwar sehr theoretisch, haben aber sehr praktische Auswirkungen gehabt", betont Prof. Peter Schmüser von der Universität Hamburg. Haken der Technik: Bislang müssen alle Supraleiter auf minus 135 Grad Celsius oder tiefer gekühlt werden.</P><P>"Der Nobelpreis ist absolut verdient, kommt aber etwas spät", urteilt Prof. Herbert Freyhardt, Gründer des Göttinger Kreises von der Universität Göttingen. Ginsburg hatte zunächst eine mathematische Methode geschaffen, mit der sich die Eigenschaften vieler Teilchen gleichzeitig beschreiben lassen, "etwa so wie die vielen Milliarden Tröpfchen, die von Meteorologen als Wolke behandelt werden", wie Prof. Nils Schopohl von der Universität Tübingen erläutert. Abrikosow erklärte auf dieser Grundlage die Entstehung von Wirbeln, wie sie sowohl in Supraleitern als auch in Supraflüssigkeiten vorkommen. Diese Wirbel in supraflüssigem Helium können wie der Strom in einem Supraleiter theoretisch auf ewig kreiseln.</P><P>Der diesjährige Physik-Nobelpreis ist nicht der erste für Arbeiten zum Verständnis der Supraleitung. Bereits 1972 hatte das Nobel- Komitee John Bardeen, Leon Cooper und Robert Schrieffer ausgezeichnet, die als erste - rund 50 Jahre nach der Entdeckung der Supraleitung - das Phänomen erklären konnten. Spätere Experimente zeigten jedoch, dass sich nicht alle Arten von Supraleitern damit beschreiben ließen. Durch die Arbeiten der diesjährigen Nobelpreisträger könnten Materialien bei immer höheren Temperaturen und stärkeren Magnetfeldern supraleitend gemacht werden, begründete die Nobel-Jury ihre Wahl.</P><P>Informationen zur Supraleitung: http://www.supraleiternet.de</P>

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