Symbolbild: Auch der LK-99 Supraleiter ist umstritten
Supraleiter bei Raumtemperatur: Neue Hoffnung durch chinesische Experimente
Für eine kurze Zeit hielt das Material LK-99 die Wissenschaftswelt in Atem. Im Juli 2023 stellten Forscher*innen das Material vor, das bei Raumtemperatur supraleitend werden soll. Auf die Sensation folgte Skepsis und schließlich die ernüchternde Nachricht, dass LK-99 doch kein Supraleiter ist.
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Die supraleitenden Eigenschaften dürften durch eine Verunreinigung entstanden sein. Und genau das könnte jetzt für einen neuen Durchbruch gesorgt haben. 2 Teams aus China haben unabhängig voneinander eine modifizierte Version von LK-99 entwickelt, die supraleitenden Fähigkeiten haben soll. Darüber berichtet der Physiker Andrew Côré auf X.
Verunreinigt mit Schwefel-Atomen
Die beiden Teams hatten sich mit dem Material beschäftigt, um die ursprünglichen Behauptungen zu reproduzieren. LK-99 wurde als eine Verbindung aus Blei, Kupfer und Phosphat beschrieben. Eine Ende November 2023 erschienen Studie zeigte, dass das Ursprungsmaterial mit Schwefel verunreinigt war (mehr dazu hier). Daher ersetzten die beiden Teams einen Teil des Kupfers in LK-99 durch Schwefel.
Dadurch soll das Material bei -23 Grad Celsius und einer magnetischen Feldstärke bis 25 Oerstedt supraleitend werden. In der Studie heißt es, es zeigen Anzeichen für einen Meißner-Effekt (siehe Infobox), also das Material schwebt im supraleitenden Zustand.
Meißner-Ochsenfeld-Effekt
Ein Supraleiter kann ein Magnetfeld vollständig aus seinem Inneren nach außen drücken. Statt durch ihn hindurch, fließt es dann um ihn herum. Das nennt man den „Meißner-Ochsenfeld-Effekt“. Das sorgt dafür, dass sie über einem Magneten schweben. Wie gut ein Material schwebt, hängt von dessen Reinheit ab, weshalb so die Qualität des Materials geprüft werden kann.
Weitere Untersuchungen nötig
Der Nachweis dieses Effekts ist ein eindeutiger Beweis für einen Supraleiter. Doch noch sind die Forschenden verhalten. Der Effekt sei nur schwach und nur in einem Teil der Probe sichtbar. Die Forschenden vermuten, dass die Schwefel-Atome nicht gleichmäßig verteilt waren. Nur in einem Teil wurden daher Cooper-Paare gebildet, eine Voraussetzung für Supraleitung.
Die beiden Teams haben die Ergebnisse ihrer Forschung mit dem Material nun vorveröffentlicht. Das Preprint (hier) wird von unabhängigen Wissenschaftler*innen geprüft. Sie arbeiten aktuell gemeinsamen mit weiteren Wissenschaftler*innen daran, verbesserte Proben zu produzieren. Die Hoffnung, einen Supraleiter bei Raumtemperatur zu finden, wächst damit – wenn auch verhalten - wieder an.
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