Wenn flüssiger, metallischer Wasserstoff einem ungeheuer hohen Druck ausgesetzt wird, so verwandelt er sich in eine metallische Superflüssigkeit. Darin können Elektronen im Verbund mit freien Protonen ohne jeglichen Widerstand fließen. Wenn die beiden Ladungsträger jedoch in entgegengesetzte Richtungen wandern, so tritt Reibung und damit eine Dämpfung des Stromes auf. Der genaue Hintergrund dieses Phänomens ist noch unklar.
Asle Sudbo und seine Kollegen vom Norwegischen Institut für Wissenschaften und Technologie haben schon im letzten Jahr vorhergesagt, dass flüssiger metallischer Wasserstoff ? in gewisser Weise ein See aus freien Protonen und Elektronen ? unter extrem hohen Drücken in zwei verschiedene Superzustände eintreten kann. In einem von diesen gleicht er einer herkömmlichen Superflüssigkeit, die weder Zähigkeit noch elektrischen Widerstand aufweist. Der andere Superzustand hingegen setzt einem Strom zwar einen Widerstand entgegen, besitzt allerdings keine Zähigkeit.
Die Forscher haben diesen auf den Namen “metallische Superflüssigkeit” getauften Zustand nun mithilfe von Computersimulationen weiter untersucht und dabei herausgefunden, dass auch hier der elektrische Widerstand unter Umständen verschwinden kann. Allerdings müssen sich dazu Elektronen mit Protonen paaren und somit in die gleiche Richtung fließen.
Obwohl sich die metallische Superflüssigkeit den Simulationen zufolge nur bei einem extrem hohen Druck von etwa 4 Millionen Atmosphären bildet, glaubt Sudbo, dass derartige Drücke innerhalb der nächsten Jahre durch den Einsatz neuartiger, ultraharter Diamantzellen erreicht werden können. In der Zwischenzeit will das Forscherteam versuchen, die seltsamen Eigenschaften ihrer neuen Superflüssigkeit mit Hilfe quantenmechanischer Modelle genauer zu verstehen.
Physical Review Letters, Band 95, Artikel 135301 Stefan Maier
