Suche nach einem neuartigen, auf wechselwirkenden atomaren Tunnelsystemen basierenden Wärmediffusionsprozess in Gläsern bei ultratiefen Temperaturen

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss einer Wechselwirkung zwischen Tunnelsystemen in Gläsern auf den Wärmetransport untersucht. Hierzu wurde ein Experiment zur Wärmeleitfähigkeitsmessung mit sehr kleinen Wärmeströmen entwickelt. Die Messmethode ist berührungsfrei, so dass parasitäre Wärmeeinträge minimiert werden können. Untersucht wurden zwei unterschiedlich poröse Glasproben, die Löcher auf einem hexagonalen Gitter besitzen. Diese Einschränkung der Geometrie dient zur Reduktion des phononischen Beitrags zur Wärmeleitfähigkeit. Dies ist notwendig, da der phononische Beitrag in Messungen an Vollmaterial dominant ist und in diesen kein Wärmetransport aufgrund wechselwirkender Tunnelsysteme beobachtet werden kann. Zur Bestimmung der Basistemperatur wurde ein neuartiges Rauschthermometer entwickelt. Dabei wird das Rauschen eines metallischen Leiters induktiv ausgelesen. Ein Vergleich mit der PLTS-2000 zeigte, dass dieses Thermometer sehr gut mit dieser übereinstimmt und das Potenzial hat als Primärthermometer weiterentwickelt zu werden. Die Wärmeleitfähigkeit beider Proben wurde bis 20 mK gemessen. Bei höheren Temperaturen kann die Temperaturabhängigkeit durch die Streuung an Oberflächen beschrieben werden. Unterhalb von etwa 50 mK flacht der Verlauf der Wärmeleitfähigkeit der Probe mit den kleinen Löchern ab. Dies liefert Hinweise auf einen Beitrag wechselwirkender Tunnelsysteme zur Wärmeleitfähigkeit