Ein Soliton auf seinem Weg durch den Supraleiter: Regt ein sehr intensiver Laserpuls mit einer Frequenz von zwei Terahertz den Supraleiter Lanthanstrontiumcuprat an, entsteht eine Josephson-Plasmawelle, die langsam über die Ebenen des Materials wandert und nicht zerfließt wie gewöhnliche Wellen. Es handelt sich um ein Josephson-Plasma Soliton, das aus zwei gegeneinander drehenden Wirbeln des supraleitenden Tunnelstromes besteht. [weniger]
Intensive Terahertz-Pulse regen in einem keramischen Supraleiter Josephson-Plasma-Solitonen an, die sich für die Datenverarbeitung nutzen lassen könnten - Physiker können das Verhalten von Festkörpern immer präziser mit Licht kontrollieren. Ein internationales Team um Forscher des Hamburger Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie und der Universität Oxford hat nun festgestellt, dass ein intensiver Terahertz-Puls eines Lasers durch einen keramischen Supraleiter in Form eines Solitons wandert. Ein Supraleiter leitet Strom ohne elektrischen Widerstand; die schichtförmig aufgebauten keramischen Supraleiter reflektieren Licht, solange dessen Frequenz einen bestimmten Wert, die Josephson-Plasmafrequenz, nicht überschreitet. Für Licht oberhalb dieser Frequenz, die für den keramischen Supraleiter bei zwei Terahertz, also zwischen Infrarot und Mikrowellenlicht liegt, wird der Supraleiter transparent. Wie das Forscherteam nun festgestellt hat, wandert ein Lichtpuls, der genau die Josephson-Plasmafrequenz besitzt, sehr langsam durch das Material, ohne wie eine gewöhnliche Welle allmählich zu zerfließen. Solche Wellenpakete heißen Solitone und sind unter anderem auch für Tsunamis typisch. Licht-Solitone sind nützlich, um die Verluste bei der optischen Datenübertragung zu reduzieren.
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