Meissner-Effekt und Anwendung des Meissner-Effekts

Wenn Supraleiter unterhalb der kritischen Temperatur gekühlt werden, stoßen sie das magnetische Feld ab und lassen es nicht in ihr Inneres eindringen. Dieses Phänomen bei Supraleitern wird als Meissner-Effekt bezeichnet. Dieses Phänomen wurde 1933 von den deutschen Physikern „Walther Meissner“ und „Robert Ochsenfeld“ entdeckt. Während eines Experiments maßen sie das magnetische Feld außerhalb von Supraleiterproben aus Zinn und Blei. Sie beobachteten, dass, wenn die Probe unterhalb der Übergangstemperatur (kritischer Temperatur) im Anwesenheit eines externen magnetischen Feldes gekühlt wurde, der Wert des magnetischen Feldes außerhalb der Probe anstieg. Dieser Anstieg des magnetischen Feldes außerhalb der Probe repräsentiert die Abstoßung des magnetischen Feldes vom inneren Teil der Probe. Das Phänomen zeigte, dass in dem supraleitenden Zustand die Probe das externe magnetische Feld abstößt.

Meissner-Zustand

Dieser Zustand des Supraleiters wird auch als Meissner-Zustand bezeichnet. Ein Beispiel für den Meissner-Effekt ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Dieser Meissner-Zustand bricht ein, wenn das magnetische Feld (entweder extern oder durch den Stromfluss im Supraleiter selbst erzeugt) einen bestimmten Wert überschreitet und die Probe sich wie ein gewöhnlicher Leiter verhält.

Dieser Meissner-Zustand bricht ein, wenn das magnetische Feld (entweder extern oder durch den Stromfluss im Supraleiter selbst erzeugt) einen bestimmten Wert überschreitet und die Probe sich wie ein gewöhnlicher Leiter verhält.

Anwendung des Meissner-Effekts

Dieser Effekt der Supraleitung wird in der magnetischen Levitation verwendet, die die Grundlage moderner Hochgeschwindigkeitszüge bildet. Im supraleitenden Zustand (Phase) wird aufgrund der Abstoßung des externen magnetischen Feldes eine Probe aus supraleitendem Material über einem Magneten oder umgekehrt schwebend gehalten. Moderne Hochgeschwindigkeitszüge nutzen das Phänomen der magnetischen Levitation.

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