Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neu entdeckte Vortex-Struktur in der Supraleiter-Forschung

11.01.2008
Supraleiter ermöglichen durch die Paarbildung von Elektronen den verlustfreien Transport von Strom. Sie haben deshalb in der Energieforschung einen zentralen Stellenwert. Die neuesten Forschungsergebnisse aus diesem Bereich hat nun ein internationales Wissenschaftlerteam in der heutigen Ausgabe des Magazins "Science" vorgestellt.

Die Experimente wurde an der Schweizer Spallations-Neutronenquelle (SINQ) des Paul Scherrer Instituts durchgeführt, die einen kontinuierlichen Strahl von Neutronen produziert. Mit deren Hilfe kann man in das Innere von Materialien schauen, ohne sie zu zerstören.

Das Forscherteam hat nun entdeckt, dass ein magnetisches Feld mit den Elektronen im Inneren eines Supraleiters auf eine Weise interagieren kann, wie dies zuvor noch nicht beobachtet werde konnte. Aus den Experimenten kann man Rückschlüsse auf die Paarbildung von Elektronen in magnetischen Supraleitern schliessen. Das Forschungsteam besteht aus Wissenschaftlern verschiedener Universitäten: University of Montreal, der ETH Zürich, dem Paul Scherrer Institut, der University of Notre Dame, der University of Birmingham, dem Los Alamos National Laboratory und dem Brookhaven National Laboratory.

Laut Michel Kenzelmann, Wissenschaftler am PSI und Professor an der ETH Zürich, zeigen die Resultate eine fundamentale Verbindung zwischen Magnetismus und Supraleitung auf. "Unsere Beobachtungen bieten einen neuartigen Einblick in die exotischen Eigenschaften von magnetisch induzierter Supraleitung.

... mehr zu:
»Supraleiter »Vortex-Struktur

In ihren Experimenten kühlten die Forscher einen Einkristall bestehend aus den Elementen Cerium, Kobalt und Indium (CeCoIn5) auf -273.10 Grad ab. Bei derart niedrigen Temperaturen hören alle atomaren Bewegungen auf. Unter solchen Bedingungen schliessen sich die Elektronen im verwendeten Material zu Paaren zusammen. Dadurch wird der supraleitende, elektrisch widerstandsfreie Zustand erreicht, der es ermöglicht, den Strom verlustfrei zu transportieren. Durch magnetische Felder können die Elektronen-Paare zerstört und die Supraleitung aufgehoben werden. Deshalb werden Supraleiter gegen magnetische Felder abgeschirmt. Gelingt dies nicht vollständig, können elektrische Ringströme entstehen, die einen elektromagnetischen Wirbel, einen sogenannten Vortex, bilden. Sie wirken dem äusseren Feld entgegen und ordnen sich in einem regelmässigen Gitter, einem Vortexgitter an.

Dieser Vorgang konnte jetzt auch beim Versuch mit CeCoIn5 beobachtet werden. Für die Forscher völlig überraschend war jedoch, dass die Vortex-Struktur in CeCoIn5 nicht nur aus elektrischen Ringströmen bestand. In ihrem Innern gab es zusätzlich magnetische Dipolmomente, die mit der Magnetfeldstärke grösser wurden. Wahrscheinlich, so die Forscher, hänge die neu entdeckte Vortex-Struktur direkt mit den starken Bewegungen der magnetischen Dipolmomente zusammen, die als "Leim" für die Elektronen dienen und dadurch zum supraleitenden Kondensat in CeCoIn5 führen.

Weitere Informationen:
Prof. Michel Kenzelmann
Laboratories for Solid State Physics & Neutron Scattering
ETH Zürich / PSI
Tel. +41 56 310 53 81
E-Mail: kenzelmann@phys.ethz.ch

Franziska Schmid | idw
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch
http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/319/5860/177

Weitere Berichte zu: Supraleiter Vortex-Struktur

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin
23.01.2017 | Ferdinand-Braun-Institut Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik

nachricht Einblicke ins Atom
23.01.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie

Vom Feld in die Schule: Aktuelle Forschung zu moderner Landwirtschaft für den Unterricht

23.01.2017 | Bildung Wissenschaft

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten