Supraleiter und flüssiger Stickstoff
Stickstoff in Dewar Das ist flüssiger Stickstoff, der sich in meinem Dewar-Gefäß befindet. Er ist durchsichtig, wie Wasser, und deshalb etwas schlecht zu erkennen. Da er bei Raumtemperatur ständig siedet, ist ein leichtes Perlen auf der Oberfläche zu  sehen. Die weißen Flocken am Boden im hinteren Teil stammen von Kondenswasser, dass während des Transportes in des Behälter getropft ist.
Einige Stoffdaten von N2
Bezeichnung Formelzeichen Wert Einheit
Kritischer Druck Pk 35 bar
Kritische Temperatur Tk 126,1
Inversionstemperatur Ti 851,2 K
Siedetemperatur bei 1,013bar Ts 77,36 K
Schmelztemperatur Ts 63,05 K (0K = -273,15°C)
Spez. Verdampfungsenergie gamma 201 J/g
Die Kritische Temperatur für Stickstoff liegt nach dieser Tabelle umgerechnet bei -147°C. D.h. über dieser Temperatur kann Stickstoff nie im flüssigen Zustand auftreten. Das ist auch der Grund, warum eine Stickstofflasche auch bei 200bar keinen flüssigen Stickstoff enthält. Denn unter keinem noch so hohen Druck kann Stickstoff bei Raumtemperatur verflüssigt werden. Aus dem gleichen Grund kann Stickstoff auch nicht ohne zusätzliche Kühlung verflüssigt werden.
Achtung:  Flüssiger Stickstoff darf niemals in fest verschlossene Gefäße wie z.B. Thermosflaschen gefüllt werden. Wie aus den Stoffdaten ersichtlich ist, verdampft der Stickstoff bei Raumtemperatur auch im eingeschlossenen Fall, solange bis keine Flüssigkeit mehr vorhanden ist! Welchen Druck das dann erzeugt kann sich sicher jeder vorstellen.
Das man bei -196°C nicht die Finger hinein stecken soll, braucht hier hoffentlich nicht mehr erwähnt werden. Wobei das für kurze Zeit sogar möglich ist, da sich an der warmen Hand sehr viel Gas bildet und so den direkten Kontakt mit dem Stickstoff verhindert. Aber wie gesagt, Vorsicht ist hierbei angebracht !

Herstellung von flüssiger Luft
Bei der Herstellung von flüssiger Luft wird der Joule-Thomson-Effekt ausgenutzt. Dieser besagt, dass sich ein Gas abkühlt, wenn es sich ohne Arbeitsleistung und Wärmeaustausch mit der Umgebung entspannt. Bei Stickstoff (oder Luft) stellt man pro bar Druckdifferenz eine Abkühlung um 1/4°C fest. Dieser Effekt funktioniert erst ab der so genannten Inversionstemperatur. Für Stickstoff liegt diese bei 578°C. Über dieser tritt sogar eine Erwärmung des Gases auf. Das ist z.B. bei Wasserstoff der Fall, der eine Inversionstemperatur von -80°C hat.
Physikalisch kann dieser Effekt dadurch erklärt werden, dass die Moleküle beim Entspannen Arbeit gegen die inneren Anziehungskräfte leisten müssen. Wird diese Energie nicht von außen zugeführt, wird sie dem Gas selbst entnommen, dass dadurch kalt wird.
Linde-Maschine Im Linde-Verfahren wird Luft mit einem Kompressor auf 200bar komprimiert. Anschließend wird sie über ein Drosselventil auf 20 bar entspannt. Dabei tritt eine Abkühlung um 45°C auf. Die kühle Luft dient nun zur weiteren Kühlung der komprimierten Luft. Dazu durchströmt sich vor dem neuerlichen Komprimieren einen Gegenstromkühler, der die Luft vor dem Drosselventil abkühlt. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis sich die Luft bei 20bar schließlich verflüssigt.
Zur Abfüllung muss der Stickstoff dann noch auf Normaldruck entspannt werden, wodurch wieder ein kleiner Teil verloren geht. Die entstehende Verdampfungskälte hilft aber das Gefäß abzukühlen, dass zunächst ja noch Raumtemperatur hat.
Für den Transport dürfen nur spezielle Isoliergefäße so genannte Dewar-Gefäße verwendet werden. Diese sind wie eine große Thermosflasche aufgebaut, bestehen aber aus einem Spezialgas, das diesen Beanspruchungen standhält. Zu beachten ist, dass unbedingt ein Entlüftungsloch im Deckel vorgesehen werden muss. Bei meinem Gefäß musste ich dieses Loch erst selbst bohren. Genaueres findet man dazu in der Anleitung. Bei den Vertreibern von flüssiger Luft ist es nicht gern gesehen, wenn ein Gefäß mit einem zu großen Deckel verwendet wird. Für den Transport ist das ungünstig, da der Stickstoff ausgeschüttet werden kann. Doch ich habe dieses Gefäß gewählt, um auch Trockeneis transportieren zu können. Reine Stickstoffbehälter besitzen ein kugel- oder flaschenförmiges Gefäß mit einem schmalen Hals. Darin hält sich der Stickstoff auch merklich länger (einige Tage), da nicht soviel Wärme über den Deckel eindringen kann. Der Deckel ist ja nicht vakuumisoliert.
Für Stickstoff und Dewar's siehe Bezugsquellenliste. Um preisgünstig davonzukommen, sollte man die Mindestabfüllmenge der jeweiligen Firma beachten. Stickstoff wird auch in einigen Krankenhäusern abgefüllt.

Dewar mit Nebel Bei Normaldruck hat der siedende Stickstoff eine Temperatur -195,75°C. Da der verdampfende Stickstoff  ebenfalls noch sehr kalt ist, kondensiert an ihm das Wasser in der Luft (wie beim Trockeneis), und macht ihn somit indirekt sichtbar. Es ist im Bild gut zu sehen, wie der kalte Stickstoff über den Behälterrand nach unten strömt.

Stickstofftropfen Wird etwas Stickstoff auf eine warme Fläche geschüttet, so bilden sich viele kleine Tröpfchen, die auf Luftpolstern dahingleiten. Das ist das gleiche Prinzip wie wenn ein Wassertropfen auf einer heißen Herdplatte nicht sofort verdampft. Es bildet sich zwischen Tropfen und Unterlage ein Gaspolster, der den Tropfen abhebt, und so vor einer zu starken Erwärmung schützt. Wenn man den Stickstoff vorsichtig ausgießt bilden sich auch einer glatten Fläche große Tropfen, die sich auch in der warmen Umgebungsluft sehr lange halten.

Siedender Stickstoff Wird in den Stickstoff ein warmer Gegenstand, wie hier der Supraleiter getaucht, dann beginnt er sofort heftig zu sieden, und kühlt dadurch den Gegenstand ab. Dabei hört man zwei unterschiedliche Geräusche. Kurz nach dem Eintauschen ist ein heftiges Blubbern zu hören. Der Grund hierfür ist die starke Gasentwicklung. Erst nach einiger Zeit geht das Blubbern in das dem Sieden ähnlichere Zischen (oder Perlen) über. Da in der 1.Phase sehr viel Gas produziert wird, kühlt der Gegenstand relativ schlecht ab, weil er vom flüssigen Stickstoff durch den gasförmigen teilweise abgeschirmt wird.

MPEG-Video 367kB Die 1.Phase des Siedens zeigt dieses Video. Der Supraleiter hängt an einem Faden, und wird in den Stickstoff eingetaucht. Dieser beginnt dann sofort unter heftigen Blubbern zu sieden. Das dauert dann ca. 10s  Sekunden lang, bis sich das ganze etwas beruhigt.
Auch das Ende des Abkühlvorganges ist in einem Video festgehalten. Es dauert relativ lange, bis der Supraleiter vollständig abgekühlt ist. Aus diesem Grund ist das Video auch ca. 1MB groß ! Gegen Ende des Videos ist vor dem Hochheben noch das ständige Sieden zu sehen, dass jetzt noch näher beschrieben wird.

Reflektierte Wärmestrahlung Ein weiterer interessanter Effekt macht sich bemerkbar, wenn der Gegenstand (hier wieder der Supraleiter) abgekühlt ist. Dann steigen immer noch Dampfblasen von dessen Oberfläche auf, obwohl seine Temperatur schon längst die des Stickstoffes erreicht hat. Das Perlen vom Boden des Dewar-Gefäßes wie im 1. Bild ist jetzt allerdings nicht mehr zu sehen. Der Grund für dieses Verhalten liegt in der schwarzen Oberfläche des Supraleiters. Fast die gesamte Wärmestrahlung, die in das Gefäß eindringen kann wird durch die silbern beschichteten Wände reflektiert. Auf der schwarzen Oberfläche hingegen werden sie fast vollständig absorbiert, wodurch sie sich stärker erwärmt als die Glaswände. Diese Erwärmung wird durch ein verstärktes Sieden des Stickstoffes wieder ausgeglichen.

Supraleitung

Kryostat-Becher Außerhalb eines Dewar-Gefäßes lässt sich der Supraleiter in so einem Becher auch sehr gut kühl halten. Es ist einfach ein abgeschnittener Joghurtbecher, der in zwei Stück Styropor eingeklebt wurde. Ohne Styropor gefriert sehr viel Luftfeuchtigkeit an dem Becher, und verbraucht so mehr Stickstoff für die Kondensation des Wassers.
Der Supraleiter selbst ist eine Keramik, die aus einer Mischung von Yttrium, Barium und Kupfer Oxid besteht. Diese Stoffe werden in Pulverform gepreßt und anschließend gesintert. Der so entstehende Supraleiter hat eine Sprungtemperatur von ca. -190°C, wodurch er bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff gerade noch supraleitend wird. Der hier verwendete Supraleiter hat einen Durchmesser von 2,54cm und eine Dicke von ca. 3,2mm. Da der Supraleiter zum Schutz schwarz lackiert ist, lässt sich sein Widerstand nicht direkt messen. Aber es gibt eine bessere Möglichkeit die Supraleitung nachzuweisen.

Meißner-Effekt Der beste Beweis für eine erfolgreiche Supraleitung ist der Meißner-Effekt. Dazu wird auf den gekühlten Supraleiter ein  kleiner Neodymmagnet gelegt. Lässt man ihn aus geringer Höhe auf den Supraleiter fallen, so beginnt er in einer Höhe von ca. 5mm über dem Supraleiter zu schweben. Er bricht nicht seitlich aus, und schwebt solange, bis der Stickstoff verdampft ist und die Kühlung versagt. Das widerspricht dem Theorem von Earnshaw. Supraleiter sind deshalb davon ausgenommen.

MPG-Video 296kB Das Video zeigt, wie der Magnet auf den Supraleiter gesetzt wird. Er wird leicht gegen die abstossende Kraft nach unten gedrückt und steigt nach dem Loslassen sogar wieder etwas in die Höhe. Das zeigt, das dies kein perfekter Supraleiter ist. Das Feld lässt sich sozusagen deformieren.

MPG-Video 277kB Der frei schwebende Magnet kann durch leichtes Anstoßen in schnelle Drehung versetzt werden. Da nur noch die Luftreibung wirksam ist, hält die Drehung viele Minuten ungebremst an.

MPG-Video 891kB Dabei kann mitunter ein sehr interessanter Effekt beobachtet werden, der auf den ersten Blick nach einer Verletzung des Energiesatzes aussieht. Wenn der Magnet etwas unwuchtig ist, was hier durch eine abgesprungene Ecke entstand, dann pendelt er bei nur leichtem Anstoßen hin und her. Nach einiger Zeit aber überwindet er plötzlich den Todpunkt und das Pendeln geht in eine kontinuierliche Rotation über, wie in dem Video zu sehen ist.
Dieser Effekt funktioniert aber nur, wenn der Magnet vor dem Aufsetzen auf den Supraleiter Umgebungstemperatur hatte. Mit einem bereits abgekühlten Magnet ist das nicht möglich, was auch der Grund dafür ist, dass es nach einigen Versuchen dann nicht mehr klappt und die Rotation nach längerer Zeit auch wieder zum Stillstand kommt. Daraus folgt auch die Erklärung für dieses Verhalten: Der Magnet verstärkt sein Feld wenn er auf die tiefen Temperaturen in der Nähe des Supraleiters abgekühlt wird. Daraus kommt die zusätzliche Energie für die Rotation. Interessant ist, dass durch das Abkühlen ja Energie entzogen wird und trotzdem zusätzliche Energie für die Rotation frei wird.

Meißner-Effekt Wird ein großer und vor allem sehr starker Magnet verwendet, so zeigt sich eine paramagnetische Anziehungswirkung. Es ist deutlich zu erkennen, wie sich der Stickstoff zum Magneten hochzieht. An einem unmagnetischen Stück Metall bleibt niemals so ein großer Tropfen hängen. Auch wenn der Magnet frei schwebt, ist direkt unter ihm auf der Oberfläche des Supraleiters eine leichte Aufwölbung des Stickstoffes zu erkennen. Nun ist Stickstoff aber normalerweise diamagnetisch. Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, dass der Stickstoff im Laufe der Zeit Sauerstoff aufnimmt, der sehr stark paramagnetisch ist, wie die Versuche mit reinem flüssigen Sauerstoff zeigen. 

Die zur Demonstration des Meißner-Effektes verwendeten Supraleiter sind keine 100%igen. Denn im Allgemeinen wird der Magnet erst nach dem Abkühlen, also bei schon aufgebauter Supraleitung aufgebracht. Doch ein 100%iger Supraleiter, auch als Klasse 2 Supraleiter bezeichnet, verhindert genau jene Annäherung des Magneten. Bei einem Klasse 2 Supraleiter ist es nicht möglich, den Magneten nach erfolgter Supraleitung zum Schweben zu bringen. Er wird so stark abgestoßen, dass er seitlich wegkippt. Ein idealer Supraleiter ist vollständig diamagnetisch. D.h. er verdrängt alle Feldlinien aus seinem Inneren, indem er einen gegengerichteten Kreisstrom aufbaut. Das Innere eines Supraleiters ist daher immer völlig feldfrei.

MPG-Video 859kB Dieses Video zeigt einen Klasse 2 Supraleiter, aus einer Mischung von Wismut, Blei, Strontium, Calcium und Kupfer Oxid. Bezeichnend ist hierbei die Verwendung von Wismut, welches schon bei Normaltemperatur das diamagnetischste aller Metalle ist.
Es wurde ein Magnet auf den vorher schon teilweise gekühlten Supraleiter gelegt. Wenn er dann seine Sprungtemperatur langsam erreicht, steigt der Magnet in die Höhe und wird schließlich weggeworfen. Interessant ist dabei wieder die Energiegewinnung durch Abkühlung. Danach kann der Magnet nicht mehr zum Schweben gebracht werden. Man kann sogar den Supraleiter mit dem Magnet wegschieben, außer man drückt ihn mit Gewalt auf den Supraleiter, sodass seine maximale Stromdichte überschritten wird.

MPG-Video 299kBDas Video zeigt, wie ein ca. 0,1kg schwerer Kreisel auf einem Klasse 1 YBaCuO Supraleiter rotiert. Diese haben die Eigenschaft, dass sie ein Magnetfeld in sich speichern können. Der Magnet befindet sich unter dem Kreisel in dessen Zentrum. Mit einem Abstandhalter wird er aufgesetzt und anschließend der Supraleiter gekühlt. Im Gegensatz zum Klasse 2 Supraleiter tritt hierbei keine Abstoßung auf, wie im vorherigen Video. Wenn der Abstandhalter entfernt wird, hält der Magnet genau jenen, vorher eingestellten Abstand zum Supraleiter.Durch die große Schwungmasse hält die Rotation so lange an, wie die Kühlung aufrecht erhalten wird.

Meißner-Effekt Das Magnetfeld wird sozusagen in jener Stellung "eingefroren", die beim Einsetzen der Supraleitung herrschte. Das geht auch wie hier mit einer Srägen Lage des Magneten. Entfernt man den Magnet, so springt er bei einer erneuter Annäherung immer wieder in genau jene Position, die er vorher hatte.

Meißner-Effekt Das besondere ist jedoch, dass hier nicht nur der Gravitation entgegen gewirkt wird, sondern auch einer nach oben wirkenden Kraft eine entsprechende Gegenkraft aufgebracht wird. Versucht man den Magneten nach oben wegzuheben, so zieht man den Supraleiter mit in die Höhe. Er ist in jeder Lage, also auch seitlich, stabil und behält immer den gleichen Abstand zum Supraleiter. Er lässt sich nur unter erheblicher Kraftanwendung vom Supraleiter lösen. Der Supraleiter selbst hat nach einer solchen gewaltsamen Befreiung aber immer noch ein Feld in sich gespeichert, was man leicht mit einem Stück Eisen nachweisen kann. Es wird von Supraleiter angezogen. Wenn er aber ohne die Einwirkung eines Magneten eingekühlt wird, reagiert das Eisen überhaupt nicht. Der Supraleiter speichert sogar einen Polwechsel eines mehrpoligen Magneten. Wird ein solcher auf den Supraleiter gelegt und anschließend gekühlt, so bleibt das Muster auch nach entfernen des Magneten erhalten, wie leicht mit einer Magnetfeldanzeigefolie gezeigt werden kann.

MPG-Video 385kB Im Video rotiert zuerst der Magnet auf dem Supraleiter und zeigt damit die erfolgreiche Levitation an. Dann wird der Magnet nach oben gehoben und schließlich sogar umgedreht. Der Supraleiter behält in jeder Lage einen Abstand von ca. 2mm zum Magnet.

Theoretischer Hintergrund
Ein supraleitendes Material hat einen Widerstand, dessen Wert annähernd Null ist. Somit kann ein fließender Strom keine Arbeit umsetzen. Ein einmal angeregter Strom kann in einem guten Supraleiter jahrelang fließen, ohne diesen zu erwärmen. Da wegen R=0 in einem Supraleiter niemals ein elektrisches Feld auftreten kann, muss der Strom über eine Magnetfeldänderung induziert werden. Das ist z.B. dann der Fall, wenn sich ein Magnet dem Supraleiter nähert. Die induzierten Kreisströme sind nach der Lenz'schen Regel so gerichtet, dass sie ihrem hervorrufenden Feld entgegenwirken. Anders gesagt, erzeugen die Kreisströme ein Magnetfeld, dass dem hervorrufenden entgegengesetzt ist. Der Magnet wird somit immer dort abgestoßen, wo er sich dem Supraleiter zu nähern versucht. Es ergibt sich hierbei das gleiche interessante Phänomen der ausbleibenden Regelbewegung wie bei der Diamagnetischen Levitation.
Wenn man es laienhaft ausdrücken will, könnte man sagen die Ströme frieren im Supraleiter ein und erzeugen so ein dauerhaftes Magnetfeld.

Bei diesen Versuchen fiel mir etwas seltsames auf. Nimmt  man den kalten Supraleiter aus dem Stickstoff und bringt einen Magnet darauf zu Schweben, so überzieht sich der Supraleiter langsam von außen nach innen mit einer weißen Schicht aus Eis. Das ist etwas seltsam, wenn man bedenkt, dass ja der Supraleiter sehr kalt ist, und sich eigentlich sofort und überall mit einer Eisschicht aus Kondenswasser überziehen müsste. Da dieser Effekt nur auftrat, wenn ein Magnet über dem Supraleiter schwebte, muss es etwas mit dem Magnetfeld zu tun haben. Ohne Magnet wird er wie erwartet überall gleichmäßig weiß. Durch leichtes Verschieben des Magneten kann man schnell herausfinden, dass die mit Eis überzogenen Bereiche nicht mehr supraleitend sind, sich also schon über die Sprungtemperatur erwärmt haben.
Man könnte das mit dem Diamagnetismus des Wassers erklären. Doch dann müsste auch ein kalter Magnet frei von Eis bleiben. Es muss irgendetwas mit den beiden in Gleichgewicht befindlichen Magnetfelder zu tun haben. So könnte es doch möglich sein, die weiter unten beschriebene Gravitationsabschirmung nachzuweisen. Wenn nämlich das Wasser in der Luft über den supraleitenden Bereichen etwas leichter ist, als über den anderen, dann könnte dieser Effekt damit erklärt werden.
 

Kalte Spule Interessant kann ist es auch, verschiedene leitfähige Materialien abzukühlen. Eine Kupferspule (=Induktivität 330mH) ändert ihren Widerstand schon ganz beträchtlich. Bei Zimmertemperatur hat sie 82 Ohm. Wenn sie auf -196°C abgekühlt ist, hat sie nur mehr 10 Ohm. Das führt dazu, dass die Lampe (12V,100mA) im Bild hell aufleuchtet, sobald die Spule kalt wird. Im warmen Zustand glüht sie dagegen nur ganz schwach. Auch einen Quecksilberschalter kann man abkühlen, und die Widerstandsänderung messen. Dazu braucht man dann aber schon ein Milliohmmeter. Einige Metallschichtwiderstände behalten dagegen fast ihren ursprünglichen Wert.
Interessant ist, dass die guten Leiter wie Kupfer, Silber oder Gold niemals supraleitend werden. Die schlechteren Leiter wie Quecksilber, Blei, Zinn usw. sind dagegen gute Supraleiter. Ihr Widerstand sinkt unter der Sprungtemperatur, die für Reinmetalle bei wenigen Kelvin liegt, um mindestens 20 Zehnerpotenzen unter den Normalwert.

Starke Wirbelströme Auch wenn Kupfer nicht supraleitend wird, sinkt der Widerstand doch merklich. Legt man auf eine -196°C kalte Kupferscheibe (von der N-Maschine übriggeblieben) einen starken Neodym-Magnet, so schwebt dieser einige Sekunden lang. Auch hierbei werden Wirbelströme erzeugt, die den Magnet in Schwebe halten. Aufgrund der ohmschen Verluste sinkt der Magnet aber langsam ab. Die Schwebezeit ist um einiges länger, als bei Zimmertemperatur. Denn da ist es nur ein sanfter Fall des Magnetes.


This article in English
Versuch zur Gravitationsabschirmung

Am 9. Sept. 1992 wurde in der Universität Tampere in Finnland ein Experiment zur Gravitationsabschirmung durch Supraleiter von Eugene Podkletnov durchgeführt. Es soll demnach überhalb eines Supraleiters, der auf einem Magnet schwebt bzw. rotiert eine Schwächung der Gravitation auftreten.
Ich habe seither einige Berichte im Internet gelesen, wonach es mehreren Leuten gelungen sein soll, diesen Effekt auch schon mit einem so kleinen Supraleiter nachzuweisen, wie er für Demonstrationen im Physikunterricht verwendet wird.
Die meisten dieser Aufbauten halte ich aber für unzulänglich, da entweder der Stickstoff mit dem Supraleiter zusammen gewogen wird und so Nichtlinearitäten bei der Verdampfung gemessen werden, oder andere hängen Magnetspule und Supraleiter in den Stickstoff, wodurch es zu Auftriebserscheinungen des siedenden Stickstoff an der durch den Strom erwärmten Spule kommt.
Für weitere Theorien zur Gravitationsabschirmung siehe auch The Borderlands Of Science - (Anti-) Gravity: G-Shielding by means of superconductors. Diese Seiten sind trotz des englischen Titels in Deutsch !

Versuchsaufbau:

Gravitationsabschirmung Für eine halbwegs gesicherte Aussage habe ich diesem Versuch aufgebaut. Im Wesentlichen ist es eine umgebaute Apothekerwaage, deren Gewicht auf der linken Seite ein Stahlzylinder mit 2,5cm Durchmesser ist. Ich habe diese Form gewählt, da die Gravitationsänderung ja nur direkt über dem Supraleiter auftreten soll, der auch nur 2,54cm Durchmesser hat. Die Masse des Zylinders ist mit diversen anderen Gewichten auf der rechten Waagschale so ausgeglichen, dass der Balken waagrecht steht. Genau unterhalb des Zylinders befindet sich der Supraleiter (Klasse 2) und eine Magnetplatte. Der Supraleiter wird im Stickstoff über dem Magneten zum Schweben gebracht. Die Empfindlichkeit der Waage habe ich getestet. Sie reicht aus, um eine 0.5% Gewichtsveränderung anzuzeigen. Um Effekte durch die magnetische Anziehung auszuschließen, wurden im Boden der Waage dicke Stahlplatten zur Abschirmung des magnetischen Feldes eingelegt, denn man muss bedenken, dass es durch das Einsetzen der Supraleitung zu einer Feldverzerrung kommt, was auch bei ausbalancierten Magnetkräften einen Ausschlag herbeiführen könnte.

Ergebnisse:
Leider ergaben sich unter allen möglichen Testbedingungen nicht die erwarteten Ergebnisse. Wenn die Waage im Gleichgewicht ist, und dann der Stickstoff  in den Behälter gegossen wird, ist keine Änderung des Ausschlages zu sehen. Die Supraleitung wurde nach jedem Versuch überprüft (Magnet und Supraleiter kleben zusammen), und war stets vorhanden. Auch ein Bewegen oder Drehen des Supraleiters konnte keinen Ausschlag auf der Waage erzeugen. Natürlich konnte der Supraleiter von Hand in keine schnelle Rotation gebracht werden, wie das vielleicht für den Effekt notwendig ist.
Es ist auf jeden Fall nicht so leicht, diesen Effekt nachzuweisen, wie uns mache Experimentatoren glauben machen wollen, übertriebene Euphorie ist hierbei nicht angebracht.


Diesen Artikel in Deutsch
This article was translated into Englisch and published in the russian New Energy Technologies Magazine, Issue #4(13) July-August 2003.

Gravitation Shielding

At the 9th Sept. 1992 in the university of Tampere, Finland an experiment of gravitation shielding by superconductors was set up by Eugene Podkletnov. A superconductor floats over a magnet and is additional taken to a rotation. The gravity over the superconductor was lowered by several percents, depending on the rotation or acceleration of the superconductor.
Since that time I read some reports in the Internet, according to which several people have succeeded in proving this effect with small superconductors, which are available for demonstration in physic.
Most of this setups I hold for insufficient, since either the nitrogen and the superconductor are weighed together and so differences in the evaporation are measured, or others are hanging coil and superconductor into the nitrogen, whereby it comes to lift features by the boiling nitrogen if the coil is warmed up by the current.

Experimental setup:
Gravitationsabschirmung For a secured statement I developed this experimental setup. It is essentially a modified tare balance, whose weight on the left side is replaced by a steel cylinder with 2,5cm diameter. I selected this form, since the change of gravitation is to arise only directly over the superconductor, which diameter is already 2,54cm. The mass of the cylinder is balanced by various other weights on the right scale pan, so that the bar stands horizontally. Exactly underneath the steel cylinder the superconductor (class 2) and a magnetic disk is placed. The superconductor is brought in the nitrogen over the magnet to float. I tested the sensitivity of the balance. It is sufficient, in order to indicate 0,5% of weight change. In order to exclude effects by the magnetic attraction, thick steel plates were inserted in the soil of the balance to act as a screen for the magnetic field. It must be considered, that it comes to a field distortion, as the superconduction is set up und this could cause an excursion also with balanced magnetic field strengths.

Results:
The expected results did not take place under all possible test conditions. If the balance is in the equilibrium, and then the nitrogen is poured into the container, there is no excursion to be seen. The superconduction was examined after each attempt (superconductor is floating over the magnet), and was always present. Also moving or rotating the superconductor could not produce an excursion on the balance.
Of course the superconductor could not be brought into a very fast rotation by hand, as it is perhaps necessary for the effect.
It is in any case not as easy to prove this effect, as some experimenters want makes us to believe. Exaggerated euphoria is not appropriate here.


Weitere Versuche
Bei Temperaturen von -196°C gefriert so ziemlich jede im Haushalt gebräuchliche Flüssigkeit. Es ist z.B. möglich Azeton, Spiritus oder sogar Flüssiggas einzufrieren. Wenn man sich Stickstoff kauft, sollte man sich schon vorher überlegen, was man damit alles machen möchte, und das entsprechend vorbereiten. Denn in meinem 2l-Dewar ist nach einem Tag der gesamte Stickstoff verdampft. Das lässt sich etwas hinauszögern, indem man den Dewar in eine Kühltasche packt, und das Ganze dann in die Tiefkühltruhe stellt. Es ist zu beachten, dass trotzdem Stickstoff verdampft, und sich eventuell ein Druck in der Kühltruhe aufbauen kann !
Zerbrochenes Kabel Was hier in viele Splitter zerbrochen ist, war einmal eine 2-polige, flexible Mantelleitung. Nach dem Einkühlen im Stickstoff wird Gummi und manche Kunststoffe so hart und spröde, dass sie problemlos zerbrochen werden können. Ähnliches funktioniert auch mit allen wasserhaltigen Materialien. Blätter werden glashart, und zerspringen wenn die zu Boden fallen.
 

MPG-Video 1063kB So zum Spass habe ich mal den Heizzylinder des Stirlingmotors in den Stickstoff gehalten. Dann kehrt sich alles um. Jetzt nimmt er über den Kühlkörper Wärme auf und gibt sie in den Stickstoff ab. Natürlich läuft er jetzt in die umgekehrte Richtung wie im Normalbetrieb. Gegen Ende des Videos ist gut zu hören, wie der Stickstoff vermehrt zu sieden beginnt. Das ist ein Zeichen des erhöhten Wärmetransportes und nicht etwa der fortgeschrittenen Abkühlung. Das kann gut bewiesen werden, indem man den Motor stoppt. Dann hört das Sieden sofort auf.
 

Weitere Anregungen:

Bei tiefen Temperaturen treten immer interessantere Effekte auf. Die Supraleitung ist nur einer davon. Nicht nur, dass der Widerstand gegen Null geht sondern auch, dass das Innere des Supraleiters vollkommen feldfrei ist, widerspricht schon unseren grundlegenden Verständnissen von der Physik und Elektrotechnik.
Das solche Effekte doch auftreten zeigt, dass die Eigenschaften der Materie bei tiefen Temperaturen viel klarer zu erkennen sind, als in dem durch die Wärmebewegungen fragmentierten Normalzustand.

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