Eine neue Messmethode hilft, die Physik der Hochtemperatur-Supraleitung zu verstehen.

Von einer nachhaltigen Energieversorgung bis hin zu Quantencomputern: Hochtemperatur-Supraleiter könnten unsere heutige Technik revolutionieren. Trotz intensiver Forschung fehlt jedoch noch immer das grundlegende Verständnis, um die komplexen Materialien für die breite Anwendung weiterzuentwickeln. Die „Higgs-Spektroskopie“ könnte eine Wende bringen: Sie erlaubt, die Dynamik der gekoppelten Elektronen in Supraleitern nachzuweisen. Ein internationales Forschungskonsortium um das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und das Max-Planck-Institut für Festkörperforschung (MPI-FKF) stellt die neue Messmethode jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications vor (DOI: 10.1038/s41467-020-15613-1). Bemerkenswert: Auch oberhalb der kritischen Temperatur, ab der die untersuchten Materialien supraleitend werden, sehen die Forscher Indizien für typische physikalische Phänomene als mögliche Vorboten der Supraleitung. Erfahren Sie mehr dazu in der Mitteilung des HZDR.

Foto ©HZDR/Juniks: Bislang nicht-einsehbare Dynamik in Supraleitern entschlüsseln – die Higgs-Spektroskopie könnte dies ermöglichen: Am Beispiel der Kuprate, einem Hochtemperatur-Supraleiter, konnte ein internationales Forscherteam das Potenzial der neuen Messmethode demonstrieren. Mit Hilfe eines starken Terahertz-Pulses (Frequenz ω) haben sie dafür in dem Material Higgs-Schwingungen (2ω) angeregt und kontinuierlich aufrechterhalten. Wird das System resonant zu der Eigenfrequenz der Higgs-Schwingungen getrieben, führt dies zur Erzeugung von charakteristischer Terahertz-Strahlung mit verdreifachter Frequenz (3ω).