14 15 ct.qmat ct.qmat Wenn im Labor Eiszeit herrscht, treten die unerwarteten Eigenschaften zutage, nach denen Elena Hassinger sucht. Bis 0,01 Kelvin (–273,14 °C) kühlt die Expertin für Tieftemperaturphysik ihre Materialproben herunter. 2021 gelang es der Forscherin und ihrem Team, den unkonventionellen Supraleiter Cer-Rhodium-Arsen (CeRh2As2) zu entdecken. Ein Quantenmaterial, das Der Supraleitung auf der Spur Chasing the Secrets of Superconductivity #Unconventional: Professor Hassinger from ct.qmat is deter- mined to solve the mysteries of lossless electrical energy transport and find out exactly how unconventional superconductors function. Im CeRh2 As2-Kristall befinden sich Cooper-Paare (gelb), benannt nach Nobelpreisträger Leon Cooper. Sie entstehen bei sehr tiefen Temperaturen aus zwei Elektronen und sind Voraussetzung für Supraleitung. Im Kollektiv können sie einen Quantenzustand bilden und sich widerstandsfrei durch den Supraleiter bewegen. The CeRh2 As2 crystal contains Cooper pairs (yellow), named after Nobel Prize winner Leon Cooper. Formed from two electrons at ultra-low temperatures, these pairs are essential for superconductivity. Collectively, they can create a quantum state and flow through the superconductor without any resistance. zwei supraleitende Zustände aufweist. Üblich ist sonst nur eine supraleitende Phase. Seit Jahrzehnten gehört die verlustfreie Stromleitung zu den Top-Themen in der Festkörperphysik. „Inzwischen sind die unkonventionellen Supraleiter in den Fokus gerückt“, erklärt Hassinger. „Durch meine Arbeit möchte ich den Mechanismus besser verstehen, der für die Supraleitung in diesen Stoffen verantwortlich ist.“ Bei CeRh2As2 tritt dieses Phänomen unterhalb von 0,25 Kelvin (–272,9 °C) auf und ist selbst bei Anlegen eines sehr starken Magnetfelds äußerst robust – was neu ist. „Die zweite supraleitende Phase in der CeRh2As2-Verbindung hält ein sehr starkes Magnetfeld aus, bevor sich der verlustfreie Stromtransport verliert. When temperatures plunge in the lab, Elena Hassinger, a low-temperature physics expert, uncovers unexpected properties. By cooling material samples down to 0.01 Kelvin (–273.14°C), she and her team made a landmark discovery in 2021 – the unconventional superconductor cerium rhodium arsenic (CeRh2As2). This quantum material stands out with not one, but two superconducting states, diverging from the norm where only one is typical. For decades, solid-state physics researchers have been fascinated by superconductors – materials that can carry current without any loss. “The focus has now shifted to unconventional superconductors,” explains Hassinger. “My goal is to unravel the mechanism behind these materials’ superconductivity.” In CeRh2As2, superconductivity occurs below 0.25 Kelvin (–272.9 °C), and it’s impressively resilient to strong magnetic fields – which is new. “The second superconducting phase in CeRh2As2 withstands incredibly strong magnetic fields before losing its lossless current flow. This unique behavior is linked to its special crystal structure,” says Hassinger. Her team’s research is foundational, paving the way for the development of superconducting materials for practical applications. And Dresden is ideal for this: “This is the world capital of solid-state physics!” Tieftemperaturphysik komplexer Elektronensysteme, Institut für Festkörper- und Materialphysik, TU Dresden Elena Hassinger Dies kann man anhand der besonderen Kristallstruktur erklären“, so Hassinger. „Zunächst untersuchen wir solche Phänomene grundsätzlich. Die gewonnenen Erkenntnisse helfen dann, supraleitende Materialien für technische Anwendungen zu entwickeln.“ Dresden sei dafür ideal: „Hier ist die Welthauptstadt der Festkörperphysik!“ #Unkonventionell: ct.qmat-Professorin Hassinger will die Rätsel des verlustfreien elektrischen Energietransports entschlüsseln und erforscht die genaue Funktionsweise unkonventioneller Supraleiter. AREA A B C D
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