Das erste Projekt der Physik-AG des Fanny-Leicht-Gymnasiums war es einen Supraleiter herzustellen und eine dazugehörige Magnetbahn zu konstruieren. Dafür haben wir uns dreimal an der Universität Stuttgart, am 1. physikalischen Institut von Herrn Professor Dr. Dressel getroffen, um den Supraleiter herzustellen. Ebenso bekamen wir eine Führung im Physikalischen Institut in der Tieftemperaturphysik sowie eine Demonstration der dortigen Magnetbahn.

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Das erste Treffen war am 29. November. Wir hatten uns im Vorhinein entschieden einen Yttrium-Barium-Kupferoxid Supraleiter herzustellen und hatten die dazugehörigen Mengenverhältnisse ermittelt. An der Universität wurden uns die nötigen Materialen zur Verfügung gestellt, mit denen wir das passende Gemisch herstellen konnten. Die chemisch technische Assitentin von Prof. Dressels Institut beaufsichtigte uns und überwachte den Ofen, worin das Gemisch mehrere Tage lang backen musste. Beim zweiten Treffen am 6.12.17 wurde das nun grün gefärbte Gemisch unter dem Druck von ca. 5 Tonnen in Tabletten gepresst und wieder im Ofen über mehrere Tage erhitzt. Am letzten Treffen (13.12.2017) wurden die Tabletten entnommen und auf ihre Supraleiterfähigkeiten getestet. Supraleiter sind nur supraleitend, wenn die Sprungtemperatur erreicht wird, es also kalt genug ist. Leider waren unsere Tabletten nicht supraleitend, da sie vermutlich zu dick waren und zu wenig Sauerstoff im Ofen bekommen haben. Zum Glück war die Universität so freundlich und stellte uns einen Supraleiter zur Verfügung. Wir durften auch selbst einen Supraleiter in Aktion sehen. Da es sich um einen Hochtemparutursupraleiter handelt muss der Supraleiter auf -100°C gekühlt werden, dafür wird flüssiger Stickstoff benötigt. Diesen erhalten wir von der Universität Stuttgart.

Für den Supraleiter braucht man auch eine geeinigte Magnetbahn. Diese haben wir selbst geplant und gebaut. Zuerst muss die Form und die Größe der Bahn bestimmt und berechnet werden, natürlich alles im Budget. Am Ende haben wir uns für eine ovale Form entschieden. Mit vielen kleinen starken Magneten wurde die Bahn, auf einer Metallplatte um eine Holzform gebaut. Die Magnete müssen in einer speziellen Struktur angeordnet sein, damit das Magnetfeld möglichts homogen wird. Dies ist nötig, da dies die Vorraussetzung dafür ist, dass der Magnet schwebt und auf der Bahn bleibt.

Die fertige Supraleiterbahn und den Supraleiter haben wir am Tag der offenen Tür präsentiert.

 

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