Kaum ein Feld wurde so oft mit Auszeichnungen bedacht wie das der Forschung an Supraleitern. Insgesamt vier Nobelpreise wurden dazu vergeben, doch nicht ohne Grund, denn wie kein zweites Gebiet birgt die Supraleitung großes Potenzial für eine praktische Anwendung. Zwar hatten bereits 1972 John Bardeen, Leon Cooper und Robert Schrieffer für die nach ihnen benannte BCS-Theorie die höchste Physik-Ehrung erhalten, doch darin wurden allein Tieftemperatur-Supraleiter des Typs I beschrieben. Diese Materialien drängen quasi ein Magnetfeld aus sich heraus und können so einen Schwebezustand erzeugen. Aus der Sicht der technischen Anwendung sind indes Supraleiter des Typs II interessanter, denn in sie kann ein Magnetfeld bis zu einem gewissen Grad eindringen. Zu dieser Gattung gehören bestimmte Metallverbindungen, aber auch keramische Werkstoffe, die auch bei höheren Temperaturen supraleitend agieren. Es ist der Verdienst von Alexei Abrikosov und Vitali Ginzburg, dass mit ihren Arbeiten zumindest ansatzweise das Verhalten dieser besonderen Materialgruppe erklärt werden kann – auch wenn noch immer Lücken und offene Fragen in ihren Theorien bestehen.
Auch praktische Bedeutung erlangten Supraleiter in den vergangenen Jahrzehnten, wenngleich das Ausmaß nicht dem entspricht, was Experten vorhergesehen hatten. So werden Metalle des Supraleitertyps I mit Helium auf die nötigen Temperaturen von rund minus 270 Grad Celsius abgekühlt, um dann als außerordentlich kraftvolle Magneten etwa für Teilchenringbeschleuniger oder auch als Gleitkissen für die japanische Alternative zum Magnetzug "Transrapid" zu dienen. Aber auch in der Magnetresonanz-Tomographie, für deren Entwicklung gestern der Nobelpreis für Medizin vergeben wurde, werden Tieftemperatur-Supraleiter verbaut. Weil aber die Kühlung mit Flüssig-Helium extrem aufwändig ist, fallen bei Verwendung dieser Magnete entsprechend hohe Kosten an.
Dagegen fallen Supraleiter des Typs II schon wirtschaftlicher aus, denn sie müssen auf "nur" etwa minus 190 Grad Celsius abgekühlt werden, um ihren Zweck zu erfüllen. Der Nachteil hierbei liegt in den eher bescheidenen Eigenschaften der Werkstoffe – sie sind spröde und brüchig. Erst in den vergangenen Jahren lernten Forscher, mit diesem Hindernis fertig zu werden und damit brauchbare Anwendungen zu realisieren. Dazu zählen beispielsweise so genannte SQUIDS, die derzeit empfindlichsten Magnetdetektoren überhaupt. Die Instrumente dienen heute in der Medizin der Messung von Hirnströmen oder auch in der Raumfahrt als ultraschnelle Spezialelektronik an Bord von Satelliten. In naher Zukunft sollen Hochtemperatur-Supraleiter auch in Computerchips oder auch in besonders kräftigen und gleichzeitig sehr kompakten Elektromotoren zum Einsatz kommen. Aber auch Transformatoren mit geringeren Energieverlusten können auf Basis von Supraleitern Typs II hergestellt werden. Trotzdem begnügen sich Physiker nicht, sondern hegen weiter die Vision eines Supraleiters, der schließlich überhaupt nicht mehr gekühlt werden muss, sondern bei Zimmertemperatur seinen Dienst verrichtet und so etwa als Stromkabel in Überlandleitungen verlustfrei Strom aus Solarkraftwerken in der Sahara beispielsweise nach Europa transportieren könnte.
[Quelle: Frank Grotelüschen]
Auch praktische Bedeutung erlangten Supraleiter in den vergangenen Jahrzehnten, wenngleich das Ausmaß nicht dem entspricht, was Experten vorhergesehen hatten. So werden Metalle des Supraleitertyps I mit Helium auf die nötigen Temperaturen von rund minus 270 Grad Celsius abgekühlt, um dann als außerordentlich kraftvolle Magneten etwa für Teilchenringbeschleuniger oder auch als Gleitkissen für die japanische Alternative zum Magnetzug "Transrapid" zu dienen. Aber auch in der Magnetresonanz-Tomographie, für deren Entwicklung gestern der Nobelpreis für Medizin vergeben wurde, werden Tieftemperatur-Supraleiter verbaut. Weil aber die Kühlung mit Flüssig-Helium extrem aufwändig ist, fallen bei Verwendung dieser Magnete entsprechend hohe Kosten an.
Dagegen fallen Supraleiter des Typs II schon wirtschaftlicher aus, denn sie müssen auf "nur" etwa minus 190 Grad Celsius abgekühlt werden, um ihren Zweck zu erfüllen. Der Nachteil hierbei liegt in den eher bescheidenen Eigenschaften der Werkstoffe – sie sind spröde und brüchig. Erst in den vergangenen Jahren lernten Forscher, mit diesem Hindernis fertig zu werden und damit brauchbare Anwendungen zu realisieren. Dazu zählen beispielsweise so genannte SQUIDS, die derzeit empfindlichsten Magnetdetektoren überhaupt. Die Instrumente dienen heute in der Medizin der Messung von Hirnströmen oder auch in der Raumfahrt als ultraschnelle Spezialelektronik an Bord von Satelliten. In naher Zukunft sollen Hochtemperatur-Supraleiter auch in Computerchips oder auch in besonders kräftigen und gleichzeitig sehr kompakten Elektromotoren zum Einsatz kommen. Aber auch Transformatoren mit geringeren Energieverlusten können auf Basis von Supraleitern Typs II hergestellt werden. Trotzdem begnügen sich Physiker nicht, sondern hegen weiter die Vision eines Supraleiters, der schließlich überhaupt nicht mehr gekühlt werden muss, sondern bei Zimmertemperatur seinen Dienst verrichtet und so etwa als Stromkabel in Überlandleitungen verlustfrei Strom aus Solarkraftwerken in der Sahara beispielsweise nach Europa transportieren könnte.
[Quelle: Frank Grotelüschen]