Wissen: Energiesparender Stromtransport bei Minusgraden

Martin Zwierlein hat es in seinen Laboren am Massachusetts Institute of Technology (MIT) im US-amerikanischen Cambridge mit extrem niedrigen Temperaturen zu tun. Doch der junge Physikprofessor erklärt sein Forschungsgebiet ausgesprochen temperamentvoll und feurig. An ultrakalten atomaren Gasen, eine Million Mal kälter als der Weltraum, eine Million Mal dünner als die Luft, erforscht der Quantenphysiker das Phänomen der Suprafluidität, des völlig reibungslosen Fließens.

Am Freitag wurde dem Physiker, der erst vor ein paar Tagen seinen 30. Geburtstag feierte, dafür an der Freien Universität Berlin einer der renommiertesten und höchstdotierten privat finanzierten Wissenschaftspreise überreicht. Die Auszeichnung trägt in diesem Jahr erstmals den erweiterten Namen Klung-Wilhelmy-Weberbank-Preis und ist mit 100 000 Euro doppelt so hoch dotiert wie in den Vorjahren. Fast kann der Preis, mit dem ausschließlich deutsche Wissenschaftler unter 40 Jahren ausgezeichnet werden, als Vorbote des Nobelpreises gelten, denn fünf der bisherigen Preisträger, die im jährlichen Wechsel aus Physik und Chemie kommen, haben auch ihn inzwischen erhalten.

Auch Zwierleins Arbeiten bezeichnete Günter Kaindl von der FU, Vorsitzender der Auswahlkommission Physik, als bahnbrechend. Der gebürtige Hamburger hat in Bonn und an der renommierten Ecole Normale Supérieure in Paris studiert, bevor er am MIT in der Arbeitsgruppe des Nobelpreisträgers Wolfgang Ketterle promovierte und dann kurz an der Uni Mainz arbeitete.

Von praktischer Relevanz könnte seine Forschung eines Tages sein, weil ein enger Zusammenhang zum Phänomen der Supraleitung besteht, das schon im Jahr 1911 entdeckt wurde: Bei einer Temperatur, die anfangs bei minus 269 Grad Celsius lag, heute aber dank der Arbeiten von Nobelpreisträger Johann Georg Bednorz – der den Klung-Preis im Jahr 1987 bekam – auf eine „Hochtemperatur“ von minus 135 Grad Celsius erhöht werden kann, fällt der Widerstand einiger Metalle auf unmessbar kleine Größen ab. „Das eröffnet prinzipiell die Möglichkeit, Strom ohne Energieverbrauch zu transportieren“, erklärte Zwierlein. Ein Zukunftstraum ist es deshalb, normale Stromkabel eines Tages durch Supraleiter zu ersetzen und so die fünf bis zehn Prozent Energie einzusparen, die heute beim Transport verloren gehen. „Das Problem ist nur, dass wir das noch nicht bei Raumtemperatur können, denn wir verstehen noch nicht, wie das Phänomen zustande kommt“, erklärte der Preisträger. Und fügte gleich hinzu: „Schrecklich!“

Das mit Hilfe von Lasertechnik und Verdampfungskühlung extrem gekühlte Gas, mit dem er in seinem Labor am MIT arbeitet, dient als Modellsystem, um dem ersehnten Verständnis näherzukommen – und um Aufschlüsse darüber zu bekommen, wie ein Raumtemperatur-Supraleiter später einmal gebaut werden könnte.Adelheid Müller-Lissner

Adelheid Müller-Lissner