Das Meissner-Phänomen: Was ist das?

Das Meissner-Phänomen ist eine wichtige Eigenschaft von Supraleitern, die erstmals von Walther Meissner und Robert Ochsenfeld im Jahr 1933 entdeckt wurde. Es beschreibt, dass ein Supraleiter in einem externen Magnetfeld vollständig diamagnetisch wird und das Magnetfeld aus seinem Inneren ausschließt. Das bedeutet, dass ein Supraleiter in einem Magnetfeld schweben kann, was als “Magnetische Levitation” oder “Maglev” bezeichnet wird.

Wie funktioniert das Meissner-Phänomen?

Das Meissner-Phänomen tritt aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit von Supraleitern auf. Wenn ein Supraleiter unterhalb seiner kritischen Temperatur abgekühlt wird, fließt der elektrische Strom ohne Widerstand. Das bedeutet, dass keine Verluste in Form von Wärme oder Energie auftreten. Wenn ein Supraleiter in ein externes Magnetfeld gebracht wird, dringen die Magnetfeldlinien in das Innere des Supraleiters ein und erzeugen Wirbelströme. Diese Wirbelströme erzeugen ein entgegengesetztes Magnetfeld, das das externe Magnetfeld vollständig ausschließt und somit ein schwebendes Objekt erzeugt.

Anwendungen des Meissner-Phänomens

Das Meissner-Phänomen hat viele Anwendungen in der Technologie und Industrie. Supraleitende Magnetschwebebahnen (Maglevs) sind eines der bekanntesten Beispiele, bei denen das Meissner-Phänomen zur Erzeugung von schwebenden Zügen genutzt wird. Supraleitende Materialien werden auch in der Magnetresonanztomographie (MRT) eingesetzt, um hochauflösende Bilder des Körpers zu erzeugen. Supraleitende Materialien finden auch Anwendung in der Energieübertragung, da sie hohe Ströme ohne Verluste über lange Strecken transportieren können.

Beispiel: Supraleitende Magnetschwebebahnen

Supraleitende Magnetschwebebahnen sind ein gutes Beispiel für die Anwendung des Meissner-Phänomens. In Japan und China werden bereits kommerzielle Magnetschwebebahnen eingesetzt, die auf supraleitenden Materialien basieren. Die Züge schweben über den Gleisen und sind in der Lage, Geschwindigkeiten von über 500 km/h zu erreichen. Die Verwendung von Magnetschwebebahnen kann die Reisezeit erheblich verkürzen und den Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Zügen reduzieren. Das Meissner-Phänomen hat somit nicht nur wissenschaftliche Bedeutung, sondern auch einen praktischen Nutzen in der modernen Technologie.