Quantenfestkörper

Quạntenfestkörper,

 

Quạntenkristalle, eine Klasse von Festkörpern, die sich von gewöhnlicher Materie dadurch unterscheiden, dass ihre Atome im Grundzustand wegen ihrer geringen Masse eine starke quantenmechanische Nullpunktsenergie besitzen. Dadurch können in ihnen Quanteneffekte makroskopisch beobachtet werden. Diese Eigenschaft macht sie für die Grundlagenforschung bedeutsam, mittelbar gibt es auch praktische Anwendungen. - Bekannte Beispiele für Quantenfestkörper sind die Heliumisotope ⁴He und das seltenere ³He, die allerdings nur unter hohem Druck eine feste Phase entwickeln, sowie die molekularen Wasserstoffe H₂, D₂ (Deuterium) und HD. Das Isotop ⁴He dient als das derzeit einzige verfügbare Kühlmittel (kryogene Gase), mit dem sich Temperaturen unter 20 K erzeugen lassen. Dies ist nur möglich, weil Helium aufgrund seiner quantenmechanischen Eigenschaften bei Normaldruck keine feste Phase ausbilden kann, sondern bis zum absoluten Nullpunkt flüssig bleibt.