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Neue Quantenprofessorin an der TU Dresden mag’s kälter als im All

Elena Hassinger hat die Professur für Tieftemperaturphysik komplexer Elektronensysteme am Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat – Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien übernommen. Die Professur wurde an der TU Dresden neu eingerichtet. Foto: Tobias Ritz für das ct.qmat

Elena Hassinger hat die Professur für Tieftemperaturphysik komplexer Elektronensysteme am Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat – Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien übernommen. Die Professur wurde an der TU Dresden neu eingerichtet. Foto: Tobias Ritz für das ct.qmat

Elena Hassinger spürt resistenten Supraleitern für bessere Magnetresonanz-Bilder im Krankenhaus nach

Dresden, 4. November 2022. Das Exzellenzzentrum „CT.qmat“ an der TU Dresden hat eine neue Quantenprofessorin: Elena Hassinger spürt sogenannten „unkonventionellen Supraleitern“ nach, die bei extrem tiefen Temperaturen allen Strom ohne jeden Widerstand verlustfrei leiten – und dies auch bei starken Magnetfelder. Das ist einerseits wichtig, um künftig bessere Magnetresonanz-Tomographen (MRT) für Krankenhäuser zu bauen. Das geht aus Mitteilungen des „CT.qmat“ und der Technischen Universität Dresden (TUD) hervor. „Dadurch könnte eine sehr viel genauere Auflösung erreicht werden“, betont Hassinger.

In der Kälte könnte Schlüssel zu Zimmertemperatur-Supraleitern liegen

Anderseits will die Physikerin über diesen Umweg auch Supraleiter finden, die selbst bei Raumtemperatur funktionieren. Diese „heißen“ Supraleiter sind für Material- und Quantenforscher wie die Suche nach dem heiligen Gral: Wer sie findet, kann auf den Nobelpreis hoffen, da damit hocheffiziente Maschinen und enorme Energieersparnisse möglich wären. Hassingers Lieblingsmaterial dafür ist derzeit Cer-Rhodium-Arsen (CeRh2As2).

Cer-Rhodium-Arsen (CeRh2As2) gilt als besonders robustes Quantenmaterial, das Elena Hassinger im Exzellenzcluster ct.qmat erforscht. Zwischen den Cer-Atomen (blau) befinden sich Cooper-Paare (gelb). Diese entstehen bei sehr tiefen Temperaturen aus jeweils zwei Elektronen und sind eine Voraussetzung für Supraleitung. Sie können im Kollektiv einen Quantenzustand bilden und sich als elektrischer Strom widerstandsfrei durch den Supraleiter bewegen. Illustration: Jörg Bandmann für das ct.qmat

Cer-Rhodium-Arsen (CeRh2As2) gilt als besonders robustes Quantenmaterial, das Elena Hassinger im Exzellenzcluster ct.qmat erforscht. Zwischen den Cer-Atomen (blau) befinden sich Cooper-Paare (gelb). Diese entstehen bei sehr tiefen Temperaturen aus jeweils zwei Elektronen und sind eine Voraussetzung für Supraleitung. Sie können im Kollektiv einen Quantenzustand bilden und sich als elektrischer Strom widerstandsfrei durch den Supraleiter bewegen. Illustration: Jörg Bandmann für das ct.qmat

Nach 24 Stunden Helium-Kühlung wird’s kälter als im Kosmos

„Inzwischen sind die unkonventionellen Supraleiter in den Fokus intensiver Forschung gerückt, weil sie die besten Kandidaten für eine Supraleitung bei Raumtemperatur sind“, erläutert Hassinger. „Durch meine Arbeit möchte ich den Mechanismus besser verstehen, der für die Supraleitung in diesen Stoffen verantwortlich ist.“ Für ihre Experimente braucht sie allerdings Laborbedingungen, gegen die selbst das Weltall noch warm erscheint. Um ihre unkonventionellen Supraleiter auf 0,01 Kelvin (-273,14 °C) herunterzukühlen, braucht es flüssiges Helium, aufwendige Kühltechnik – und viel Geduld: „Das kann bis zu 24 Stunden dauern“, berichtet die Wissenschaftlerin.

„Dresden ist die Welthauptstadt der Festkörperphysik“

Die Berufung Hassingers ist ein weiterer Mosaikstein für die TUD, um die Position Dresdens als ein führender Forschungsstandort für Materialwissenschaften zu festigen. „Dresden ist die Welthauptstadt der Festkörperphysik“, erklärt die Physikerin, warum sie dem Ruf gefolgt ist. „Die Workshops und Konferenzen ziehen regelmäßig ein hochkarätiges internationales Fachpublikum an.“

In Frankreich und Kanada geforscht

Elena Hassinger hatte ihr Physikdiplom 2007 an der Uni Heidelberg abgelegt, promovierte dann im französischen Grenoble und forschte dann an der Sherbrooke University in Kanada. 2014 wurde sie Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe (MPI-CPfS) und ab 2016 zugleich befristete Professorin (neudeutsch: Tenure-Track-Professorin) an der TU München. Im Herbst 2022 hat sie nun in Dresden eine unbefristete Professur.

Autor: hw

Quellen: TUD, CT.qmat, MPI-CPfS