Die Supraleitung wird im 21. Jahrhundert unser tägliches Leben beeinflussen. Ihre Anwendungen umfassen die Energieübertragung und -speicherung, Transportsysteme mit Magnetschwebetechnik und Elektronik bis hin zur Unterhaltungselektronik. Sie eröffnet neue technische Lösungen, die mit früheren Technologien nicht möglich waren.
Prognosen sagen supraleitenden Produkten in den nächsten Jahrzehnten ein Marktvolumen von 100 Mio. Euro voraus. Die Einsparungen durch supraleitende Technologie können sogar 10 Mrd. Euro pro Jahr betragen.
Grundlagen
Verschwindender elektrischer Widerstand
Im Gegensatz zu anderen Materialien zeigen Supraleiter die Eigenschaft, daß der elektrische Widerstand beim Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, der sogenannten kritischen Temperatur, auf null abfällt. Das Verschwinden des Widerstandes wird durch eine besondere Wechselwirkung zwischen den Elektronen und den Atomen des Materials hervorgerufen.
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Der Widerstand von Platin nimmt mit abnehmender Temperatur kontinuierlich ab und erreicht am absoluten Nullpunkt einen endlichen Wert, den sogenannten Restwiderstand. Im Gegensatz dazu verschwindet der Widerstand von Quecksilber abrupt bei einer Temperatur von 4.2 K. |
Bisher konnte mit keiner Messung ein Widerstand nachgewiesen werden, so daß der Widerstand eines Supraleiters praktisch null ist. Das bedeutet, daß ein elektrischer Strom in Supraleitern keine Verluste verursacht.
Welche Anwendungen können mit diesem Phänomen realisiert werden?
Magnetische Levitation
Der Supraleiter "erinnert sich" an ein vor der Abkühlung von außen angelegtes magnetisches Feld. Dieser Effekt beruht auf komplizierten Prozessen während des Abkühlvorganges. Das bedeutet, daß der Supraleiter auf Magnete eine Kraft ausübt, wenn sie aus der ursprünglichen Position verschoben wurden. Supraleiter ermöglichen damit die stabile Levitation, d.h. das stabile Schweben eines Magnetes, ein Effekt, der mit Dauermagneten allein nicht möglich ist.
Video...Levitierte Bahn oder levitierte Schachfiguren? Das ist nicht mehr unmöglich!
Viele Menschen - auch solche, die an neuen technischen Entwicklungen interessiert sind, sind oft durch die Erklärungen der theoretischen Physik abgeschreckt. Unsere interaktive Ausstellung soll helfen, die grundlegenden Phänomene der Supraleitung zu begreifen und sich mit der Zukunft dieser Technologie vertraut zu machen.