Unterhalb einer bestimmten Temperatur leiten Suparleiter den elektrischen Strom widerstandslos und damit extrem effizient. Aber wie machen sie das? Physiker der Universität Duisburg-Essen haben den Energiefluss im Material aufgespürt. Dafür nutzten sie ein Werkzeug, das schnell genug ist, um diese Prozesse zu erfassen: Licht.
Energiefluss per Laser eingefangen
Mit Lichtpulsen von nur wenigen Billiardsteln einer Sekunde regten die Forscher das Material an und fragten das Ergebnis mit leicht verzögert abgegebenen Laserpulsen ab. „Das ist in etwa so, als wenn man einen Stein ins Wasser wirft und anschließend die Wellen beobachtet“, erklärt Prof. Dr. Uwe Bovensiepen. Dadurch wird der Energiefluss sichtbar wie in einem Film, der aus lauter eingefrorenen Einzelbildern besteht – von der Anregung bis zurück zu dem Moment, in dem der Ausgangszustand wieder erreicht ist.
Dabei bemerkten die UDE-Forscher eine besondere Wechselwirkung, bei der angeregte Elektronen und die Atome in der gleichen Frequenz miteinander schwingen – wie eine Stimmgabel, die einen einzigen reinen Ton erklingen lässt. Noch ist nicht bekannt, welchen Einfluss dieser Zustand auf die elektrischen Eigenschaften des Supraleiters hat, aber „irgendetwas Besonderes ist da dran.“ Was das ist, wollen sie im nächsten Schritt herausfinden.
