Ein Messaufbau, der eine etablierte Theorie an ihre Grenzen führt: Im Zentrum des Mikroskop-Bildes ist die stabförmige Probe des YbRh2Si2 zu erkennen, die nur 2,7 mm x 0,75 mm x 0,05 mm misst. Sie ist am Kühlfinger eines Kryostaten befestigt, der Messungen bis zu tiefsten Temperaturen erlaubt. Oben und unten sind zwei Thermometer zu erkennen, mit denen die Temperaturdifferenz zwischen den Enden der Probe gemessen wird. Diese Differenz wird durch einen kleinen Heizer (rechts im Bild) erzeugt und erlaubt die Bestimmung des Wärmestromes durch die Probe. Den Messaufbau haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemische Physik fester Stoffe entwickelt, um die Thermodynamik am quantenkritischen Punkt zu untersuchen. [weniger]
Dass sich in einer Ytterbium-Verbindung am Nullpunkt der Temperatur plötzlich die Zahl der Leitungselektronen verringert, gibt Hinweise für eine neue Theorie. Zwei Phänomene, die bislang als verknüpft galten, treten unabhängig voneinander auf - ein neuer Quantenzustand könnte bei der Erklärung helfen Elektrische Kabel, die im Alltag Strom ohne Verlust leiten - seit der Entdeckung der Supraleitung vor 100 Jahren motiviert Physiker diese Vorstellung. Daher wollen Forscher um Bernhard Keimer am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart und Frank Steglich am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden verstehen, wie unkonventionelle Supraleiter im Detail ihren Widerstand verlieren. In manchen Schwere-Fermionen-Verbindungen lassen sich Elektronen am quantenkritischen Punkt nicht mehr als Fermi-Flüssigkeit beschreiben Schon manche Theorie hat im praktischen Experiment ihre Schwächen offenbart - auch in der Physik. Ein Team aus Forschern der Max-Planck-Institute für Chemische Physik fester Stoffe und für Physik komplexer Systeme in Dresden, der Rice University in Houston, Texas, und der University of California Los Angeles hat nun in ausgesprochen präzisen Messungen von elektrischem Widerstand und Wärmewiderstand festgestellt, dass die Landau'sche -Theorie der Fermi-Flüssigkeit, die seit den 1950er-Jahren als Standardtheorie der Metalle gilt, erweitert werden muss. In Schwere-Fermionen-Verbindungen, also metallischen Leitern, deren Elektronen die bis zu tausendfache Masse herkömmlicher Elektronen zu haben scheinen, kann die überaus erfolgreiche Theorie das Verhalten des Wärmewiderstands und des elektrischen Widerstands nahe am absoluten Nullpunkt der Temperatur bei minus 273 Grad Celsius nicht immer erklären.
TO READ THIS ARTICLE, CREATE YOUR ACCOUNT
And extend your reading, free of charge and with no commitment.
