Ein Supraleiter ist ein spezielles Material, das elektrischen Strom ohne Widerstand leiten kann. Das ist so, als ob du ein Auto hast, das einmal in Bewegung gesetzt, für immer weiterfahren kann (Wenn du einen elektrischen Strom in einen Supraleiter einleitest, kann der Strom theoretisch für immer durch den Supraleiter fließen, ohne dass zusätzliche Energie benötigt wird, um ihn aufrechtzuerhalten. Aber um diesen Strom zu erzeugen, braucht man immer noch eine Energiequelle).
Allerdings funktionieren die meisten Supraleiter nur bei sehr niedrigen Temperaturen, weit unter dem Gefrierpunkt. Das macht sie für viele Anwendungen unpraktisch.
Jetzt scheint es, dass Wissenschaftler einen Supraleiter gefunden haben, der bei Raumtemperatur funktioniert – das ist eine große Sache! Sie nennen dieses Material LK-99.
Dieser Abschnitt erklärt, dass die Supraleitungseigenschaften des LK-99 nicht von äußeren Faktoren wie Temperatur und Druck abhängen, sondern von kleinen Verzerrungen in seiner Struktur.
Stelle dir vor, LK-99 ist wie ein Lego-Turm, und die Forscher haben herausgefunden, dass wenn sie ein paar Steine ein bisschen verschieben (was sie als „Volumenschrumpfung“ bezeichnen), der Turm auf magische Weise elektrischen Strom perfekt leiten kann.
Dieser Lego-Turm besteht aus zwei Arten von Bausteinen, die sie Pb1 und Pb2 nennen. Die Verzerrung wird verursacht, wenn sie ein paar Pb2-Blöcke durch Cu2+ ersetzen. Das erzeugt Stress in dem Turm, der sich dann auf die Pb1-Blöcke überträgt und eine Verzerrung an der Grenzfläche der Pb1-Säulen verursacht.
Diese verzerrte Grenzfläche erzeugt dann, was sie „Supraleitende Quantenbrunnen“ nennen, welche die Supraleitung ermöglichen.
Schließlich sagen sie, dass die Fähigkeit des LK-99, diese leichten Verzerrungen zu behalten, der Schlüssel dazu ist, dass es bei Raumtemperatur und normalem Druck superleitend sein kann.
Das ist wie ein Lego-Turm, der selbst dann noch in der Lage ist, magisch elektrischen Strom zu leiten, wenn er aus der Gefriertruhe genommen und bei normaler Raumtemperatur und Druck gelassen wird.
Ein echter Raumtemperatur-Supraleiter könnte viele Aspekte unseres Lebens revolutionieren und hat das Potenzial, einige der größten technischen Herausforderungen der Welt zu lösen. Hier sind einige Beispiele:
- Energieübertragung: Supraleiter verlieren keine Energie durch elektrischen Widerstand. Das bedeutet, dass wir Strom über weite Strecken ohne Energieverlust übertragen könnten, was zu enormen Energieeinsparungen führen würde.
- Elektrische Geräte: Viele elektrische Geräte könnten effizienter, kleiner und leistungsfähiger gemacht werden. Denke an Elektromotoren, Generatoren oder auch Computerchips.
- Magnetresonanztomographie (MRT): MRTs nutzen supraleitende Magnete. Mit Raumtemperatursupraleitern könnten diese Geräte günstiger, kleiner und zugänglicher gemacht werden.
- Hochgeschwindigkeitszüge: Einige Hochgeschwindigkeitszüge, wie der Maglev-Zug, nutzen supraleitende Magnete, um auf der Strecke zu schweben. Mit Raumtemperatursupraleitern könnten diese Systeme kostengünstiger und effizienter werden.
- Energieerzeugung: Supraleiter könnten bei der Entwicklung von Fusionstechnologie helfen, eine saubere und nahezu unerschöpfliche Energiequelle.
Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass die Entdeckung eines Raumtemperatursupraleiters nur der erste Schritt ist. Es wird noch viel Forschung und Entwicklung benötigt, um die Materialien zu perfektionieren und sie für diese Anwendungen nutzbar zu machen. Darüber hinaus müssen auch Umwelt- und Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden.
In der Wissenschaft ist es auch generell wichtig, kritisch und skeptisch zu bleiben, bis neue Erkenntnisse durch mehrere unabhängige Experimente bestätigt wurden. Dies gilt insbesondere für so bedeutende Entdeckungen wie einen Raumtemperatur-Supraleiter.
Wissenschaftliche Erkenntnisse sollten immer peer-reviewed werden, das soll heißen, sie werden von anderen Experten im selben Feld geprüft, bevor sie als wahr akzeptiert werden. Dieser Prozess stellt dann sicher, dass die Ergebnisse glaubwürdig sind und dass Experimente und Analysen korrekt durchgeführt wurden.