Europäisches Forschungskonsortium verabschiedet Strategieplan zur Supraleiter-Elektronik, welcher auf zahlreiche Vorzeige-Projekte verweist. Darunter ein Sensor aus Jena, der sich anschickt, den Bergbau zu revolutionieren.

Unterstützt durch die Europäische Kommission, belegen die Forscher mit ihrem Strategiepapier, dass die Supraleiter-Elektronik schon heute bahnbrechende Technologien auf einem breiten Spektrum für die moderne Gesellschaft hervorbringt. Zugleich verweisen die Wissenschaftler auf notwendige Investitionen, um aktuelle und zukünftige Forschungsprojekte in diesem Bereich nicht zu gefährden. Professor Horst Rogalla von der Universität Twente, Holland erhofft sich von der EU zusätzliche Fördergelder in Höhe von 40 bis 50 Mio. Euro pro Jahr. Sein deutscher Kollege, Professor Hans-Georg Meyer vom Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena e.V. befürchtet, dass die europäische Forschung zu supraleitenden Detektoren stagnieren und im weltweiten Vergleich an Bedeutung verlieren könne.

Supraleitende Bauelemente finden sich beispielsweise in neuartigen Supercomputern, die schneller und energieeffizienter sind, aber auch in unkonventionellen Sicherheitskameras für Flughäfen sowie in Sensoren für den Bergbau, die mit bisher unerreichter Präzision Rohstoffe im Erdreich finden können, und das aus der Luft.

Herzstück dieses Rohstoffsensors sind SQUID-Gradiometer aus dem IPHT. Sie sind so empfindlich, dass sie auch kleinste Änderungen des Erdmagnetfeldes detektieren und so Hinweise auf Bodenschätze geben können. Das System ermöglicht es, auf einem Millimeter noch Änderungen des Erdmagnetfeldes nachzuweisen, die mehr als eine Milliarde mal kleiner sind als das Erdmagnetfeld selbst. Trotz dieser enormen Empfindlichkeit arbeiten die SQUID-Gradiometer ohne aufwändige und teure Schirmung und können frei im Erdfeld bewegt werden. Die Messanordnung wird in einem Kühlgerät installiert, um die Sensoren auf Arbeitstemperatur (-269° Celsius) zu halten. Im Feldeinsatz wird das gesamte Messsystem von luftgestützten Plattformen aus betrieben. Das System kann sowohl von einem Hubschrauber als auch vom Flugzeug aus eingesetzt werden und hat sich bereits in weit über hundert Flugstunden und über 25.000 Flugkilometern bewährt. Es ist in der Lage, vom Helikopter aus Mineralien und Edelmetalle aufzuspüren. Darunter auch Kimberlit, ein Magmagestein, das mit hoher Wahrscheinlichkeit Diamanten aufweist. Neben wertvollen Rohstoffen lassen sich mit den SQUIDS auch Zeugnisse archäologische Schätze in der Erdkruste finden.

Die SQUIDS sind eines der Hauptbeispiele für Möglichkeiten der Supraleiterelektronik im neuen Strategieplan des Forschungskonsortiums. Um Europa als führende Entwicklungsregion für Supraleiterelektronik zu etablieren, benennt das Papier weitere Technologien, deren Entwicklung in den nächsten fünf Jahren massiv ausgebaut werden sollte. Darunter

  • Ultra-sensitive Nachweise und Bildgebung
  • Quantendetekion
  • Fortgeschrittene Analog-Digitalkonverter
  • Supraleiter-Technologie

Hintergrundinformationen

Am Institut für Photonische Technologien in Jena entwickelt das Team der Abteilung Quantendetektion neue Detektoren und Messsysteme, die am Quanten-Limit operieren und auf Mikro- und Nanotechnologien basieren. Die Abteilung setzt sich aus 60 Wissenschaftlern und Ingenieuren zusammen und arbeitet neben dem Rohstoffsensor unter anderem auch an der THz-Kamera, die an Flughäfen versteckte Waffen aufdecken kann, ohne intime Details der Passagiere zu enthüllen.