Kabel: Neuer Supraleiter durch Simulation möglich (Foto: pixelio.de/Fotohiero)

Oakland (pte018/06.11.2014/11:30) –

Forscher des Oak Ridge National Laboratory http://ornl.gov wollen durch die Kombination neuer elektronischer Strukturen
Supraleiter erzeugen, die das Leiten von Elektrizität mit wenig oder
keinem Widerstand bei höheren Temperaturen erlauben. Derzeit müssen
kommerzielle Supraleiter noch aufwendig gekühlt werden, damit sie ihre
Supraleiterkräfte zur Entfaltung bringen.

Verständnis für Spindynamik

Ein Supercomputer hilft, die Spindynamik der Elektronen
im eisenbasierten Material zu prognostizieren. Denn laut den
Wissenschaftlern ist die Spindynamik ausschlaggebend dafür, dass die
Bedingungen geschaffen werden, um Supraleiter-Materialien, deren
elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der sogenannten
Sprungtemperatur abrupt auf Null fällt – zu erzeugen.

"Unsere computerbasierten Ergebnisse stehen im Einklang
mit den experimentellen Ergebnissen. Und wir haben noch einige
Prognosen für Materialien, die noch nicht gemessen wurden", so Gabriel
Kotliar, einer der Forscher. Die Computersimulation ermöglicht ein
besseres Verständnis über die Spindynamik und andere Verhaltensweisen
bei unterschiedlichen Bedingungen – wie bei einer Temperaturveränderung.

Weitere Simulationen angedacht

"Beim Vergleich von Simulation und Experiment lernten
wir, welche Art von Spin eine Supraleitung fördert", so Kotliar. In
ihrem Modell verwendete das Team eine Technik, um die enorme Zahl der
Interaktionen zwischen den Elektronen in einer Bauelementzelle zu
analysieren. Die Experten entdeckten eine neue Elektronenanordnung, die
supraleitend ist, eingebettet in einem Lithium-Eisen-Arsen-Stoff.

In Zukunft planen die Wissenschaftler die Spindynamik
in anderen Supraleitern sowie in Nicht-Supraleitern zu simulieren, die
sehr schwer im Experiment zu überprüfen sind – wie zum Beispiel bei
radioaktiven Materialien. "Die Verwendung von Computern als Ersatz für
Experimente ist ein wichtiger Schritt, um neue Materialien zu
entwickeln", fasst Kotliar abschließend zusammen.