Supraleiter

Supraleiter sind Materialien, die unterhalb einer kritischen Temperatur ihren elektrischen Widerstand vollständig verlieren und Strom ohne jeden Energieverlust leiten. Entdeckt wurde das Phänomen 1911 vom niederländischen Physiker Heike Kamerlingh Onnes an extrem kalt gekühltem Quecksilber. Zum verschwindenden Widerstand kommt der Meißner-Effekt: Ein Supraleiter verdrängt Magnetfelder aus seinem Inneren, weshalb ein Magnet über ihm frei schweben kann.

In der Realität sind supraleitende Elektromagnete die Arbeitspferde der modernen Großforschung und Medizin. Sie erzeugen die Felder in Kernspintomografen, treiben den Teilchenbeschleuniger LHC am CERN an und sollen in Fusionsreaktoren wie ITER das heiße Plasma einschließen. Magnetschwebebahnen gleiten auf supraleitenden Magneten. Der Haken: Klassische Supraleiter brauchen Kühlung nahe dem absoluten Nullpunkt. Die 1986 von Georg Bednorz und Alex Müller entdeckten Hochtemperatur-Supraleiter, ausgezeichnet mit dem Nobelpreis 1987, funktionieren immerhin schon bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff.

Der große Traum ist ein Supraleiter, der bei Raumtemperatur und normalem Druck arbeitet. Er würde Stromnetze, Elektronik und Verkehr umwälzen, denn verlustfreie Leitungen, extrem starke Magnete und reibungsfreies Schweben wären plötzlich alltagstauglich. Das Feld ist allerdings unruhig: Aufsehenerregende Behauptungen wie die Sensation um das Material LK-99 im Jahr 2023 lösten enorme Begeisterung aus, ließen sich aber nicht unabhängig bestätigen. Echte Supraleitung bei Raumtemperatur gelang bisher nur unter extremem Druck.

In der Science-Fiction sind Supraleiter die Grundlage vieler plausibler Zukunftstechniken: verlustfreie Energieübertragung, ultrastarke Magnete für Railguns und Fusionsantriebe, magnetische Abschirmung gegen kosmische Strahlung und reibungsfreie Levitation. Sie gehören zum glaubwürdigen Ende des SF-Spektrums, weil sie real sind, nur eben noch nicht bei Raumtemperatur.