Cluster aus Aluminium-Atomen zeigen viel versprechende Änderungen der Wärmekapazität bei minus 73 Grad Celsius

Moskau (Russland)/Berkeley (USA) - Ohne jeden Verlust durch einen elektrischen Widerstand könnten Supraleiter Strom transportieren. Doch muss selbst das derzeitige Rekordmaterial - ein spezielles Kupferoxid - auf mindestens minus 135 Grad gekühlt werden. Bei deutlich höheren Temperaturen scheinen nun winzige Haufen aus Aluminiumatomen in den supraleitenden Zustand springen zu können. Russische und amerikanische Physiker fanden jetzt erste Hinweise, dass Aluminium-Cluster schon bei minus 73 Grad supraleitend werden, und berichten darüber in einer Vorabveröffentlichung des Forschungsarchivs "ArXiv".

"Das ist das erste Mal, dass ein Supraleiter-Zustand bei solch hohen Temperaturen beobachtet werden konnte", sagt Vladimir Kresin vom Lawrence Berkeley Lab in California. Aufbauend auf theoretischen Abschätzungen untersuchte Kresin zusammen mit seinen Kollegen die Wärmekapazität von Nanopartikeln aus 45 und 47 Aluminium-Atomen. Bei minus 73 Grad konnten sie dabei erste Anzeichen für einen Wechsel in den supraleitenden Zustand beobachten. Weitere Beweise für eine widerstandlose Stromleitung, beispielsweise der Meisner-Effekt, bei dem das Material ein magnetisches Feld reflektiert und in diesem schwebt, stehen allerdings noch aus.

Gelingt der endgültige Nachweis, dass Aluminium-Cluster bereits bei diesen "hohen" Temperaturen supraleitend werden, lockt eine völlig neue Klasse von Supraleitern. Die Forscher vermuten, dass auch andere Metalle je nach Größe der Cluster ein vergleichbares Verhalten zeigen könnten. "Entsprechend unserer Theorie ist es möglich, den Sprung in den Supraleiterzustand auch bei Raumtemperatur zu erreichen", sagt Kresin. Das wäre ein bahnbrechender Schritt mit zahlreichen technischen Anwendungen. Verluste beim Stromtransport könnten damit vermieden, neue elektrische Schaltkreise konzipiert oder extrem starke Elektromagnete konstruiert werden. "Unsere Studie ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung", ist Kresin überzeugt.