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25.07.2001 (FAZ) Ferromagnetisches Eisen als Supraleiter
Eisen wird bei einem Druck von mehr als hundertfünfzigtausend Atmosphären und bei einer Temperatur von minus 271 Grad supraleitend. Das haben jetzt Forscher von der Universität Osaka entdeckt. Das Metall leitet unter diesen Bedingungen den elektrischen Strom ohne jeglichen Widerstand. Das ist ungewöhnlich, da Eisen normalerweise ferromagnetisch ist. Die Spins der Elektronen sind parallel zueinander orientiert. Eisen läßt sich deshalb vergleichsweise leicht magnetisieren. Das steht der Supraleitung jedoch im Wege. Bei tiefen Temperaturen verbinden sich nur Elektronen mit entgegengesetzt gerichteten Spins zu sogenannten Cooper-Paaren, die reibungsfrei durch den Leiter fließen. Selbst kleinste magnetische Verunreinigungen in einer Probe können die Bildung dieser Teilchenpaare verhindern. Für die Supraleitung bei Eisen machen die Forscher änderungen in der Kristallstruktur verantwortlich, die sich ergeben, wenn das Metall verdichtet wird ("Nature", Bd. 412, S. 316). Den neuen Zustand erzielten die Wissenschaftler, indem sie ein kleines Stück des Metalls in einer Hochdruckzelle komprimierten. Als man die Probe dann mit flüssigem Helium kühlte, nahm die Leitfähigkeit sprunghaft zu, wie man es von einem Supraleiter erwartet. Den endgültigen Beweis für die Supraleitung erbrachte schließlich der sogenannte Meißner-Effekt, der auftritt, wenn die Probe einem starken Magnetfeld ausgesetzt wird. Während eine normalleitende Substanz das Feld nicht beeinflußt, drängt ein Supraleiter es aus seinem Inneren heraus und verzerrt dadurch den Verlauf der Feldlinien. F.A.Z. |