Experimentieren knapp oberhalb des absoluten Nullpunktes

Leitung: PD Dr. Bernd Wolf
 
Zu Beginn der modernen Festkörperphysik vor rund 100 Jahren untersuchte man unter anderem, wie sich der elektrische Widerstand bei Temperaturen knapp oberhalb des absoluten Nullpunktes verhält. Verschiedene Möglichkeiten wurden damals theoretisch erörtert und – mithilfe des neuerdings verfügbaren flüssigen Heliums als Kühlmittel – intensiv experimentell untersucht. Dabei entdeckte Heike Kamerlingh Onnes eher zufällig, dass unterhalb einer bestimmten Sprungtemperatur der elektrische Widerstand von Quecksilber völlig verschwindet. Diese sogenannte Supraleitung kann man auch bei zahlreichen anderen Substanzen beobachten.

Im Rahmen dieser Arbeitsgruppe werden wir durch selbstständiges Experimentieren typische festkörperphysikalische Fragestellungen bearbeiten. In Tieftemperaturexperimenten bis 1,2 K untersuchen wir das Verhalten des elektrischen Widerstandes verschiedener Materialklassen wie Halbleiter oder Metalle. Einen weiteren Schwerpunkt bilden ein Experiment zur Supraleitung von Metallen am Beispiel von Indium und die experimentelle Demonstration der Suprafluidität von flüssigem Helium. Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe "Kernphysik" unternehmen wir eine Exkursion zum internationalen Kernforschungszentrum GSI bei Darmstadt, wo auch festkörperphysikalische Forschung betrieben wird.

(Im Bild ein typischer Aufbau eines Tieftemperaturexperiments. Quelle: Bernd Wolf)

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