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Physikrekord

Erstmals Supraleitung bei Raumtemperatur

Höchster Druck: So sieht die Apparatur aus, in der die Supraleitung gemessen wurde.
Höchster Druck: So sieht die Apparatur aus, in der die Supraleitung gemessen wurde.(c) J. Adam Fenster / University of (J. Adam Fenster)
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Der Rekord wurde mit einem Material aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Schwefel erzielt – aber nur bei sehr hohem Druck.

Ein Material, das bei Raumtemperatur supraleitend ist, also elektrischen Strom (fast) ohne Widerstand leitet: Das galt lange als „heiliger Gral“ der Festkörperphysik. Nun hat man ihn erreicht, diesen Gral, doch sein Glanz ist getrübt – dadurch dass das von Physikern und Technikern um Ranga Dias an der University of Rochester entwickelte Material zwar bis zu einer Temperatur von 14 Grad Celsius supraleitend ist, aber das nur bei einem sehr hohen Druck von 155 Gigapascal (der normale Luftdruck beträgt ungefähr ein Bar, also 100.000 Pascal), also bei einem Druck, der eine Million Mal so groß ist wie jener in einem Autoreifen.

Erzielt wurde dieser immense Druck in einer Zelle aus Diamant, das zusammengequetschte Material besteht aus Wasserstoff, Kohlenstoff und Schwefel, es wurde unter Einwirkung von Laserlicht (mit einer Wellenlänge von 532 Nanometer, also im grünen Bereich) direkt aus den Elementen hergestellt, seine Formel wird nur sehr ungefähr als CSHx angegeben. Seine Menge wird in Picolitern gemessen, Pico ist ein Billionstel, das ist also sehr wenig.

Dennoch ist die in Nature (14. 10.) berichtete Messung ein Meilenstein. Die bisher höchste Sprungtemperatur (das ist die Temperatur, oberhalb der ein Material nicht mehr supraleitend ist) liegt bei –23 Grad Celsius, sie wurde mit Lanthanhydrid (LaH10) erreicht, allerdings auch bei 170 Gigapascal. Bei Normaldruck liegt der Rekord bei –135 Grad Celsius, ihn erreichte eine Verbindung aus Quecksilber, Thallium, Barium, Kalzium, Kupfer und Sauerstoff, sie fällt in die Kategorie Hochtemperatursupraleiter. Nach deren Entdeckung 1986 hatte man sich raschen Fortschritt – also schnell wachsende Sprungtemperaturen – erwartet, dieser ist aber bisher ausgeblieben. Nun glimmt neue Hoffnung.