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Erforschung der Supraleitung - Neue Bestrahlungseinrichtung am FRM-II in der Endmontage

06.05.2002


Trotz der weiterhin durch das Bundesumweltministerium (Jürgen Trittin) verzögerten Inbetriebnahme der seit August vergangenen Jahres fertiggestellten Forschungs-Neutronenquelle FRM-II der Technischen Universität München in Garching wird mit Hochdruck am Aufbau weiterer Bestrahlungseinrichtungen gearbeitet. Zur Zeit geht die Montage einer weltweit einzigartigen Apparatur dem Ende entgegen, dem dreiachsigen Neutronen-Resonanz-Spinecho-Spektrometer (NRSE-DAS). Das Gerät erlaubt erstmals die Messung der Lebensdauer von Phononen und magnetischen Anregungen über die gesamte Brillouin-Zone. Damit wird der Festkörperforschung ein neuer Bereich eröffnet, der bisherigen konventionellen spektrometrischen Methoden nur in wenigen Sonderfällen zugänglich war.

Eine wesentliche Motivation für den Bau des Spektrometers, das am Max-Planck-Institut Stuttgart entwickelt wurde, ist die eingehende Erforschung der Wechselwirkung von Elektronen und Phononen in Metallen. Diese Wechselwirkungen sind für das Phänomen der Supraleitung in elementaren Metallen verantwortlich. Durch das neue Spektrometer könnten erstmals diese bisher nur in Berechnungen vorliegenden Daten einem detaillierten experimentellen Test unterzogen werden.

Im Jahre 1911 entdeckte H. Kamerlingh-Onnes in Leiden (Holland), daß der elektrische Widerstand von Quecksilber bei Temperaturen unter 4,15 Kelvin unmeßbar war. Diesen Effekt, den er auch bei anderen Metallen fand, nannte er Supraleitung. Die Temperatur bei der der elektrische Widerstand verschwindet heißt Sprungtemperatur. Viele metallischen Elemente des Periodensystems können supraleitend werden. Manche Elemente erreichen diesen Zustand aber nur unter bestimmten Bedingungen (z.B. hoher Druck). Das theoretische Verständnis der Hochtemperatur-Supraleiter gilt als Schlüssel für die Entwicklung von Materialien, die bereits bei Zimmertemperatur den Strom ohne Widerstand leiten.

 

Fotohinweis: Ein Bild des Neutronen-Resonanz-Spinecho-Spektrometers finden Sie in unserem Bilder-Archiv.