Zwei amerikanische Wissenschaftlergruppen haben nach eigenen Angaben unabhängig voneinander einen Durchbruch bei der sogenannten Supraleitfähigkeit erreicht, der weitreichende Folgen für die Gewinnung, den Transport und die Nutzung elektrischer Energie haben könnte.
Две группы американских ученых по своим данным независимо друг от друга совершили прорыв в так называемой сверхпроводимости, который мог бы иметь далеко идущие последствия для получения, передачи и использования электрической энергии.
Wie die «New York Times» berichtete, ist es Wissenschaftlern an der Universität von Houston (Texas) und Mitarbeitern der Bell Laboratories im US-Bundesstaat New Jersey gelungen, die Temperaturgrenze, die Sprungtemperatur, ab der bestimmte Materialien bei tiefen Temperaturen supraleitfähig werden, dem elektrischen Strom keinen Widerstand mehr entgegensetzen, zu erhöhen.
Как сообщила «Нью-Йорк таймс», ученым Хьюстонского университета (Техас) и сотрудникам лабораторий Белла в американском штате Нью-Джерси удалось повысить температурную границу, температуру перехода, с которой определенные материалы при низких температурах становятся сверхпроводимыми, не оказывают электрическому току никакого сопротивления.
Diese Temperaturgrenze hatte für ausgesuchte Materialien lange bei 23 Kelvin (K), also 23 °C über dem absoluten Nullpunkt oder –250 °C gelegen. Das IBM-Forschungszentrum in Zürich meldete, dass es gelungen sei, Supraleitfähigkeit, in einer Materialkombination aus Kupfer, Sauerstoff, Barium und Lanthanium bereits bei einer Temperatur von 30 K (– 243 °C) zu erreichen.
Эта температурная граница для исследуемых материалов долго лежала при 23 кельвинах, то есть на 23 °C выше абсолютного нуля или при –250 °C. Исследовательский центр IBM в Цюрихе сообщил, что удалось добиться сверх проводимости в комбинации материалов из меди, кислорода, бария и лантана уже при температуре в 30 К (– 243 °C).
Nunmehr wurde an der texanischen Universität die Grenze bei einer Verbindung derselben Elemente, die dabei allerdings extrem hohen Drücken ausgesetzt wurde, auf 40,2 K (–232,8 °C) heraufgeschraubt. Die Bell Laboratories meldeten daraufhin nach Angaben der «New York Times», dass ihnen die Herstellung einer Metalllegierung gelungen sei, bei der der Übergang zur Supraleitfähigkeit auch bei 40 K beginne und bei 36 K vollzogen sei, allerdings mit dem Unterschied, dass hierbei nur normaler Druck zu herrschen braucht.
Сейчас в Техасском университете при соединении тех же самых элементов, которые при этом, конечно, подвергались экстремально высокому давлению, изменили границу до 40,2 K (–232,8 °C). Лаборатории Белла сообщили вслед за тем по данным «Нью-Йорк таймс», что им удалось изготовить металлический сплав, в котором переход к сверхпроводимости начинался также при 40 K и осуществлялся при 36 К, хотя с разницей в том, что при этом должно преобладать только нормальное давление.
Die Frage, bei welcher Temperatur Supraleitfähigkeit auftritt, ist von erheblicher Bedeutung, weil schon wenige Grad Unterschied darüber entscheiden, ob zur Kühlung der leitenden Materialien das teure und technologisch schwer zu handhabende flüssige Helium verwendet werden muss oder man mit dem weniger teuren Wasserstoff oder gar dem vergleichsweise billigen flüssigen Stickstoff auskommt. Letzteres wäre theoretisch bei Materialien der Fall, die bei 77 K oder –196 °C supraleitend werden.
Вопрос, при какой температуре наступает сверхпроводимость, имеет большое значение, так как уже разница в несколько градусов решает, должен ли применяться для охлаждения проводящих материалов дорогой и тяжело управляемый жидкий гелий или можно обойтись менее дорогим водородом или даже сравнительно дешевым жидким азотом. Последний был бы теоретически возможным у материалов, которые становятся сверхпроводимыми при 77 К или –196 °C.
Wegen der Kühlprobleme ist die praktische Anwendung der Supraleitfähigkeit bislang auf wenige Gebiete, etwa die Erzeugung extrem starker Magnetfelder für Magnetschwebebahnen, beschränkt. Gelänge es, die Temperaturgrenze weiter heraufzusetzen, könnte die Technologie dazu verwendet werden, die hohen Verluste beim Transport elektrischer Energie zu verringern.
Из-за проблем с охлаждением практическое применение сверхпроводимости до сих пор ограничено немногими областями, например, при создании экстремально сильных магнитных полей для магнитных подвесных дорог. Если бы удалось больше повысить температурную границу, технологию можно было бы использовать для того, чтобы уменьшить потери при передаче электрической энергии.