WIEN / LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Theorie aus der Festkörperphysik stellt die langjährige Annahme infrage, dass Supraleitung Magnetismus erzeugt. Stattdessen wird der bereits vorhandene Magnetismus sichtbar gemacht, was die bisherigen Interpretationen revolutioniert.
Die Supraleitung, ein faszinierendes Phänomen der Physik, bei dem Materialien elektrischen Strom ohne Widerstand leiten, hat lange Zeit die Vorstellung geprägt, dass sie Magnetismus erzeugt. Doch eine neue theoretische Arbeit von Aline Ramires am Institut für Festkörperphysik der TU Wien stellt diese Annahme auf den Kopf. Die zentrale Erkenntnis: Supraleitung erzeugt keinen Magnetismus, sondern macht ihn lediglich sichtbar.
Die Diskussion um den Zusammenhang zwischen Supraleitung und Magnetismus ist nicht neu. Jahrzehntelang wurde angenommen, dass der Übergang in den supraleitenden Zustand magnetische Signaturen hervorruft. Diese wurden oft als exotische, magnetische Form der Supraleitung interpretiert. Doch die neue Theorie zeigt, dass der Magnetismus bereits vorhanden war und nur durch die Supraleitung sichtbar gemacht wird.
Ein zentrales Konzept in dieser Diskussion ist die Zeitumkehrsymmetrie. Viele physikalische Prozesse verhalten sich gleich, unabhängig davon, ob die Zeit vorwärts oder rückwärts läuft. Magnetismus gehört nicht dazu, da sich die Richtung magnetischer Effekte bei einer Zeitumkehr ändert. In Experimenten tauchten genau solche Signale auf, oft unterhalb der kritischen Temperatur der Supraleitung, was zunächst als Bestätigung der magnetischen Supraleitung galt.
Doch widersprüchliche Befunde häuften sich. Einige Messungen zeigten magnetische Signaturen sogar oberhalb der supraleitenden Übergangstemperatur. Diese Widersprüche führten zur Entwicklung der Theorie des Altermagnetismus. Diese Form des Magnetismus unterscheidet sich sowohl vom klassischen Ferromagnetismus als auch vom Antiferromagnetismus. Beim Altermagnetismus zeigen benachbarte Spins ebenfalls in entgegengesetzte Richtungen, jedoch ist die räumliche Anordnung asymmetrisch, was die Zeitumkehrsymmetrie bricht.
In vielen altermagnetischen Materialien verhindern bestimmte Kristallsymmetrien, dass magnetische Effekte messbar sind. Supraleitung kann jedoch diese Symmetrien brechen und dadurch den verborgenen Altermagnetismus sichtbar machen. Entscheidend ist, dass die Supraleitung keinen neuen Magnetismus erzeugt, sondern die Symmetrie des Materials verändert, sodass bereits vorhandener Altermagnetismus experimentell auffällt.
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