03.02.2026
In einem Quantensimulator zeigen LMU- und MPQ-Forschende, wie feine Magnetmuster einen rätselhaften Materiezustand prägen und rücken damit einem großen Rätsel der Supraleitung näher.
Supraleitung – also widerstandsfreier Stromtransport – beschäftigt die Forschung seit Jahrzehnten. In vielen Hochtemperatur-Supraleitern verläuft der Übergang zu diesem widerstandsfreien Fluss jedoch nicht plötzlich. Stattdessen gibt es zunächst eine ungewöhnliche Zwischenphase: den sogenannten Pseudogap-Zustand. Dieser geheimnisvolle Materiezustand tritt unmittelbar oberhalb der Temperatur auf, bei der bestimmte Materialien supraleitend werden. In dieser Phase reagieren Elektronen anders als erwartet und es stehen weniger elektronische Zustände für den Stromtransport zur Verfügung. Das Verständnis des Pseudogaps gilt als Schlüssel, um die Mechanismen der Supraleitung zu entschlüsseln und Materialien mit besseren Eigenschaften zu entwickeln.
"Wir konnten erstmals zeigen, wie mikroskopische Anordnungen der Teilchen ein universelles Verhalten aufzeigen, sobald man in die Pseudogap-Phase eintritt. Das war ein überraschendes und nicht erwartetes Verhalten." IMMANUEL BLOCH
Ein internationales Team unter Leitung von LMU-Physiker Professor Immanuel Bloch hat einen neuen Zusammenhang zwischen Magnetismus und der sogenannten Pseudogap-Phase entdeckt. Mithilfe eines Quantensimulators aus ultrakalten Atomen entdeckten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein universelles Muster in der Entwicklung von Magnetstrukturen beim Abkühlen des Systems. Damit rücken sie einem großen Rätsel der unkonventionellen Supraleitung näher. „Wir konnten so erstmals zeigen, wie mikroskopische Anordnungen der Teilchen ein universelles Verhalten aufzeigen, sobald man in die Pseudogap-Phase eintritt“, erklärt Immanuel Bloch. „Das war ein überraschendes und nicht erwartetes Verhalten.“ Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin PNAS veröffentlicht.Weiterlesen