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Was ist ein Quantenwirbel?
Abhängig von einem äußeren Magnetfeld verändert sich das magnetische Moment dieses Ringes nicht kontinuierlich, sondern in Stufen. Genau diese Eigenschaft erklären die Physiker mit Quantenwirbeln, mit denen man prinzipiell die Basiseinheiten von Quantencomputern, die so genannten Qubits, verwirklichen könnte.
Was versteht man unter Supraleitung und unter welchen Bedingungen tritt sie auf?
Supraleiter sind Materialien, deren elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der sogenannten Sprungtemperatur (abrupt) gegen praktisch null strebt (unmessbar klein wird, kleiner als 1 ⋅ 10−20 Ω). Die Supraleitung wurde 1911 von Heike Kamerlingh Onnes, einem Pionier der Tieftemperaturphysik, entdeckt.
Was ist der Onnes Effekt?
Im Jahre 1911 entdeckte Onnes, dass eine Quecksilberprobe bei 4,2 K schlagartig ihren elektrischen Widerstand verlor, also zu einem idealen Leiter wurde. Onnes bezeichnete dieses Phänomen als Supraleitung. Er bekam für seine Entdeckung im Jahre 1913 den Nobelpreis für Physik.
Wann kondensiert Helium?
Im Jahr 1908 glückte dem niederländischen Physiker Heike Kamerlingh Onnes erstmals die Verflüssigung von Helium bei 4,2 Kelvin (minus 269 °C). Kein anderer Stoff bleibt bei sinkender Temperatur so lange gasförmig (auch Wasserstoff nicht).
Woher kommt das Helium?
He entsteht im Erdkörper beim radioaktiven Zerfall (Alphazerfall) schwerer Elemente wie Uran oder Thorium, wobei Helium-Kerne als Alphateilchen ausgesandt werden und anschließend Elektronen einfangen. Es kann in verschiedenen uran- und thoriumhaltigen Mineralen wie der Pechblende gefunden werden.
Wie geht der Übergang von einem Leiter zu einem Supraleiter?
Bei Abkühlung von Stoffen geht der Übergang von einem Leiter zu einem Supraleiter in einem sehr engen Temperaturintervall vonstatten. Bei einer Temperatur, die man kritische Temperatur nennt, wird ein Leiter zu einem Supraleiter. Unterhalb dieser Temperatur ist er supraleitend.
Was versteht man unter Supraleitung?
Supraleitung. Unter Supraleitung oder Supraleitfähigkeit versteht man die Erscheinung, dass bei einer Reihe von elektrischen Leitern bei sehr tiefen Temperaturen der elektrische Widerstand verschwindet und damit auch ein elektrischer Strom fließen kann, ohne dass ein ständiger Antrieb vorhanden ist. Neben etwa 30 supraleitenden Elementen sind
Wie groß ist das Magnetfeld in Supraleitern?
Magnetische Feldlinien werden in Supraleitern 1. Art bis auf eine dünne Schicht an der Oberfläche vollständig aus dem Inneren verdrängt. Das Magnetfeld nimmt an der Oberfläche des Supraleiters sehr rasch exponentiell ab; das charakteristische Maß von etwa 100 nm der Oberflächenschicht ist die so genannte (Londonsche) Eindringtiefe.
Wie kann man die Supraleitung als Kühlflüssigkeit nutzen?
Ihre große Bedeutung liegt darin, dass man als Kühlmittel für diese Supraleiter statt des sehr teuren flüssigen Heliums den industriell leicht herstellbaren flüssigen Stickstoff (Siedepunkt: 77 K oder -196 °C) als Kühlflüssigkeit nutzen kann. Die Supraleitung wird heute u. a. genutzt, um mit supraleitenden Spulen starke Magnetfelder zu erzeugen.