Supraleiter

Inzwischen sind viele supraleitende Materialien bekannt, in denen elektrischer Strom verlustfrei – also ohne elektrischen Widerstand – fließen kann. Bislang allerdings nur bei extrem tiefen Temperaturen. In dieser Folge des Podcasts erklärt Uwe Bovensiepen, wieso der elektrische Widerstand in manchen Materialien ab einer bestimmten Temperatur plötzlich abfällt und wie erforscht wird, ob und man diese Sprungtemperatur in Zukunft weiter erhöhen kann.

Eine elektrische Spannung bewirkt zwischen zwei Punkten einen elektrischen Strom. Wenn etwa eine Spannung zwischen den beiden Enden eines Kupferdrahtes anliegt, dann bewegen sich Elektronen im Draht von der einen zur anderen Seite – vom Minus- zum Pluspol. Es fließt ein elektrischer Strom.

Uwe Bovensiepen

Uwe Bovensiepen: „Diese elektrische Leitung ist nicht verlustfrei. Denn die Elektronen müssen sich durch ein dichtes Gitter aus Atomrümpfen hindurchquetschen und werden reflektiert – wir Physiker sprechen dann von Streuung: Die Elektronen werden an den Ionenrümpfen gestreut. Allerdings nicht an ruhenden Ionenrümpfen, sondern nur an sich bewegenden Ionenrümpfen. Aus dieser Bewegung entsteht der elektrische Widerstand."

Verschiedene Materialien können ganz unterschiedliche elektrische Widerstände aufweisen. Besonders gute Leiter sind zum Beispiel Metalle, während Glas oder Kunststoffe in der Regel schlechte Leiter sind – sogenannte Isolatoren. Der elektrische Widerstand ist auch dafür verantwortlich, dass sich Drähte aufheizen, wenn ein Strom durch sie hindurchfließt. Mehr dazu in der 256. Folge unseres Podcasts.