Durchbruch: Forscher beweisen Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien erstmals direkt
Linus Jessel
Durchbruch: Forscher beweisen Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien erstmals direkt
Wissenschaftler haben erstmals direkte mikroskopische Beweise für Supraleitung in wasserstoffreichen Materialien entdeckt. Mithilfe der Hochdruck-Elektronentunnel-Spektroskopie wiesen sie eine entscheidende Energielücke in den Verbindungen H₃S und D₃S nach. Dieser Durchbruch wirft neues Licht darauf, wie diese Materialien einen widerstandsfreien Stromfluss ermöglichen.
Im Mittelpunkt der Entdeckung steht die supraleitende Energielücke – ein zentrales Merkmal, das zeigt, wie sich Elektronen in Supraleitern paaren. In H₃S beträgt diese Lücke etwa 60 Millielektronenvolt (meV), während sie in D₃S auf rund 44 meV sinkt. Der Unterschied zwischen beiden Verbindungen untermauert die These, dass Wechselwirkungen zwischen Elektronen und Gitterschwingungen (Phononen) die Supraleitung in diesen Materialien antreiben.
Die Messung dieser Lücke gestaltete sich bisher als schwierig, da wasserstoffreiche Supraleiter extrem hohe Drücke für ihre Bildung benötigen, was Experimente erschwert. Trotz dieser Herausforderungen gelang es dem Team, die Lücke nachzuweisen und damit frühere theoretische Vorhersagen zu bestätigen.
H₃S sorgte erstmals für Schlagzeilen, als es Supraleitung bei 203 Kelvin (–70 °C) demonstrierte – ein bedeutender Schritt hin zu Anwendungen bei Raumtemperatur. Supraleiter, die Strom ohne Widerstand leiten, bergen großes Potenzial für Energienetze, magnetische Levitation und Quantencomputer.
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Die Ergebnisse wurden am 23. April 2025 in der Fachzeitschrift Nature unter der DOI https://www.nature.com/articles/s41586-025-08895-2 veröffentlicht.
Diese Studie liefert handfeste Belege für Supraleitung in wasserstoffreichen Verbindungen. Die gemessenen Energielücken in H₃S und D₃S stärken die bestehenden Theorien über die Elektronenpaarung. Die Erkenntnisse könnten die Entwicklung praxistauglicher Hochtemperatur-Supraleiter beschleunigen.
