Forscherinnen und Forscher des Exzellenzclusters Complexity and Topology in Quantum Matter (ct.qmat) haben ein neues Quantenmaterial vorgeschlagen, in dem sich Elektronen als zähe Flüssigkeit – wie eine Art Quantenhonig – fortbewegen. Das tun diese Teilchen, weil sie viel intensiver miteinander verbunden sind als bisher bekannt. Lässt sich das Material in genügender Reinheit herstellen, wird der Effekt dreimal stärker sein als im „Wundermaterial“ Graphen. Dank des geringen Widerstands dieser Elektronenflüssigkeit könnten sich neue Perspektiven für Mikroelektronik und Speichermedien eröffnen. Zusätzlich können sich Magnetfelder durch die Wirbelbildung in dieser Flüssigkeit präzise ein- und ausschalten lassen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Diese Erkenntnis wurde nur möglich, weil die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die bisher vollkommen getrennten Theorien zur Quantengravitation und zur Festkörperphysik kombiniert haben. Hierfür haben die Physiker die Temperatur von schwarzen Löchern („Hawking-Temperatur“) mit der Temperatur von Elektronen im Quantenmaterial gleichgesetzt. Das hat zur konkreten Vorhersage eines Quantenmaterials geführt, bei dem diese Effekte verstärkt auftreten können: „Scandium-Herbertsmithite“ (Sc-Hb) mit dreiwertigen Skandium-Atomen anstatt zweiwertigem Zink.