„Kolossaler Wärmetransport“ – Braunschweiger Wissenschaftler legt Grundstein für Wärmeleiter der Zukunft

Die Quantenphysik lenkt den Blick auf bisher unbekannte Formen von Transportvorgängen. Dr. Fabian Heidrich-Meisner hat erklärt, wie Wärme durch Spins – die elementarsten Magnete der Natur – transportiert werden kann. Eine Entdeckung, die den Weg für Materialien der Zukunft bereiten wird. Für seine Leistung wird er am 13. Juli 2006 mit dem mit 5.000 Euro dotierten Heinrich-Büssing-Preis ausgezeichnet.

Wie kann man etwas schnellstmöglich und effektiv von einem Ort zum anderen bringen? Transportvorgänge sind nicht nur in der Logistik wichtig, sondern spielen seit jeher auch in der Physik eine große Rolle – zum Beispiel, wenn es um den Transport von elektrischem Strom geht. Heutzutage eröffnen sich den Physikern völlig neuartige Transportphänomene durch die Erkenntnisse der Quantenphysik, mit der man im Gegensatz zur klassischen Physik die Materie auf kleinsten subatomaren Längenskalen erforschen kann.

Insbesondere auf dem Gebiet des Wärmetransports konnten in den letzten Jahren wichtige Entdeckungen gemacht werden. Üblicherweise ist Wärme eine ungeordnete chaotische Bewegung der Atome. In den bisher bekannten Wärmeleitern pflanzt sich diese Bewegung vom ‚heißen‘ zum ‚kalten Ende‘ fort. Dadurch wird Wärme geleitet. Nicht so jedoch beim kürzlich entdeckten „kolossalen Wärmetransport“ in Quantenmagneten. Diese werden als Ausgangspunkt für neue Materialien gesehen, die die Wärme noch effektiver leiten werden als alles bisher bekannte. Zum Erstaunen der Fachwelt erfolgt der „kolossale Wärmetransport“ nun nicht durch Wärmebewegung der Atome, sondern durch Spins. Spins sind die elementar kleinsten Magnete der Natur und eine der klassischen Physik völlig fremde Erscheinung, die nur in der Welt der Quanten zu verstehen ist.

Dr. Elisabeth Hoffmann
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig