K. Alex Müller veranderde de manier waarop we over elektriciteit denken. Hij stierf in Zürich op 9 januari 2023, op 95-jarige leeftijd. Deze Zwitserse natuurkundige, geboren in 1927 in Bazel, bestudeerde niet alleen materie. Hij dwong het zich anders te gedragen.
Hij deelde de Nobelprijs voor natuurkunde van 1987 met J. Georg Bednorz. Hun prestatie was specifiek. Ze ontdekten supergeleiding in bepaalde stoffen bij hogere temperaturen dan iemand voor mogelijk hield.
Vóór Müller leken de grenzen van de natuurkunde vast te liggen. De hoogste overgangstemperatuur – het punt waarop een materiaal geen weerstand meer biedt aan elektriciteit – was ongeveer 23 Kelvin. Dat is -250 graden Celsius. Of -418 graden Fahrenheit. Het is koud genoeg om stikstof onmiddellijk te bevriezen.
Müller had de kwalificaties om dit plafond aan te vechten. Hij promoveerde in 1958 aan het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie. In 1963 werkte hij bij het IBM Zürich Research Laboratory. Uiteindelijk leidde hij daar de afdeling natuurkunde. In 1982 werd hij IBM-fellow.
Hij specialiseerde zich in keramische verbindingen, genaamd oxiden.
De zoektocht naar hogere overgangstemperaturen
Begin jaren tachtig ging Müller op zoek naar een manier om de 23 kilometergrens te doorbreken. Hij wilde stoffen die elektriciteit geleiden zonder weerstand. Niet op bijna het absolute nulpunt. Bij hogere temperaturen.
Het vereiste een andere aanpak.
Müller rekruteerde Bednorz in 1983. Hun doel was systematisch. Ze zouden verschillende oxiden testen. Recente onderzoeken hadden erop gewezen dat deze materialen geschikt zouden kunnen zijn. Ze volgden de menigte niet. Ze keken waar anderen hadden weggestuurd.
De resultaten kwamen in 1986.
Müller en Bednorz slaagden erin met een specifiek barium-lanthaan-koperoxide. Ze bereikten supergeleiding bij 35 K. Dat is -238 graden Celsius. Het was slechts 12 Kelvin hoger dan het vorige record.
Het klinkt klein. Het was enorm.
Waarom supergeleiding bij hoge temperaturen belangrijk is
Deze ontdekking veroorzaakte een mondiale verschuiving. Overal begonnen wetenschappers te experimenteren met oxiden. Ze jaagden niet langer onmogelijke dromen na. Ze jaagden op een nieuwe werkelijkheid.
Binnen een jaar naderden de overgangstemperaturen de 100 K. Dat is -173 graden Celsius. De sprong van 23 K naar 100 K maakte praktische toepassingen denkbaar.
Denk eens aan de economische gevolgen van deze verschuiving. Supergeleiding maakt de opwekking en transmissie van elektrische energie mogelijk zonder energieverlies. Vóór Müller en Bednorz was dit een laboratoriumnieuwsgierigheid. Na hun ontdekking werd het een tastbaar doel.
De intense onderzoeksgolf die ze op gang brachten, leverde niet alleen papieren op. Het riep het vooruitzicht op van een netwerk dat geen energie verspilt. Een prestatie met belangrijke economische implicaties.
We zijn nog steeds afhankelijk van materialen die energie verliezen in de vorm van warmte. Het werk van deze twee mannen toonde het pad. Het temperatuurplafond is geen muur. Het is een deur.
