Zum Inhalt springen

Supraleitung

SQUID - Superconducting Quantum Interference Device

Als Supraleitung bezeichnet man das abrupte Verschwinden des elektrischen Widerstands eines Materials unterhalb einer kritischen Temperatur Tc. Dies wurde erstmals 1911 von dem niederländischen Physiker Heike Kamerlingh Onnes für Quecksilber (Hg) beobachtet. Charakteristisch für den supraleitenden Zustand ist insbesondere, dass ein Magnetfeld vollständig verdrängt bzw. abgeschirmt wird. Das bezeichnet man auch als Meißner-Effekt, der 1933 experimentell entdeckt wurde. Ein Supraleiter ist also ein perfekter Diamagnet. Das kann man anschaulich (aber nicht voll richtig) über das Induktionsgesetz verstehen. Bringt man einen Supraleiter in ein Magnetfeld, werden Ströme induziert, die nach der Lenzschen Regel ihrer Ursache entgegen gerichtet sind, also ein Magnetfeld aufbauen, das das äußere Magnetfeld kompensiert. Ein Magnet schwebt daher über einem Supraleiter, weil er von dem durch die supraleitenden Ströme erzeugten Magnetfeld abgestoßen wird.
Auch andere Messgrößen (z.B. die spezifische Wärme) zeigen charakteristische Anomalien beim Übergang in den supraleitenden Zustand.

In dem Vortrag wird zunächst ein Überblick über experimentelle Ergebnisse und die erreichten Tc-Werte verschiedener Materialien und auch über die historische Entwicklung gegeben. Es wird der Meißner-Effekt erläutert, der Schwebeversuch als Demonstration des Meißner-Effekts – nach Möglichkeit – vorgeführt und der Unterschied zwischen Typ-I- und Typ-II-Supraleitern erläutert. Dann werden verschiedene Ansätze zum Verständnis der Supraleitung erklärt. Zunächst werden phänomenologische Theorien besprochen, speziell die London-Theorie (ca. 1935 entwickelt von den Brüdern Fritz und Heinz London), mit der man den Meißner-Effekt erklären kann. Schließlich wird auch noch der Josephson-Effekt besprochen, der auf dem quantenmechanischen Tunneln von Cooper-Paaren zwischen 2 Supraleitern durch eine isolierende (oder normalleitende) Barriere beruht. Mittels 2 Josephson-Kontakten in einem supraleitenden Ring kann man ein SQUID (superconducting quantum interference device) realisieren, mit dem man (wegen der Fluss-Quantisierung) extrem schwache Magnetfelder bzw. deren Änderung nachweisen kann.

 

Einen tiefergehenden Einblick in den Vortrag zur Supraleitung erhalten sie im Abstract zum Download.

 

Termin

Die Veranstaltung findet am 04. Juni 2019 um 17:00 Uhr im Seminarraum S1260, Gebäude NW1 (Otto-Hahn-Allee, 28359 Bremen) der Universität Bremen statt.

Download: Lageplan NW1

17.00 Uhr

Vortrag: Supraleitung
mit Prof. Dr. Gerd Czycholl 

18.00 UhrPause, Zeit für Gespräche und ein kleiner Imbiss
18.30 UhrGesprächskreis für alle, die noch Fragen haben oder weiter über das Thema diskutieren möchten.
19.00 UhrEnde

Zum Vortragenden:

Prof. Dr. Gerd Czycholl ist Wissenschaftler im Institut für Theoretische Physik der Universität Bremen. Dort leitet er die Arbeitsgruppe "Solid-State Theory".

Aktualisiert von: Isabell Harder