Hochtemperatur-Supraleiter geben ihren Widerstand gegen den Stromtransport bereits bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs auf. Die wohl bekanntesten dieser Substanzen sind Keramiken auf der Basis von Kupferoxid, so genannte Cuprate. Sie erreichen ihre Supraleitfähigkeit durch Dotierung, den teilweisen Ersatz von Kupfer durch andere Metalle wie Yttrium und Barium. Während die Theorie normale Supraleitung gut erklären kann, hapert es mit Modellen der Hochtemperatur-Supraleitung. Um das elektrische Verhalten dieser Supraleiter ein wenig besser zu verstehen, prüften Forscher ob hier das Wiedemann-Franz-Gesetzes erfüllt sei. Danach nimmt das Verhältnis von thermischer Leitfähigkeit (Wärmeleitung) zu elektrischer Leitfähigkeit bei sehr tiefen Temperaturen einen konstanten Wert an, der vom Material unabhängig ist. "Einfach gesagt war die Regel im Allgemeinen die, dass ein guter Wärmeleiter auch ein guter elektrischer Leiter ist", erklärt Louis Taillefer von der University of Toronto.

Um die Gültigkeit des Wiedemann-Franz-Gesetzes zu überprüfen, maßen Robert Hill und seine Mitarbeiter an der University of Toronto die elektrische und thermische Leitfähigkeit eines Kupferoxid-Supraleiters bei Temperaturen nahe des absoluten Nullpunkts. Dazu mussten sie die Supraleitfähigkeit der Keramik aufheben; dies gelang mit einem starken Magnetfeld. Das Ergebnis der Messungen war verblüffend: Der keramische Supraleiter leitet die Wärme wesentlich besser, als nach der Theorie – und der bisherigen Praxis – zu erwarten wäre. Die bisher geltende Annahme, dass die Streuung der Elektronen im Leiter die thermische und elektrische Leitfähigkeit gleichermaßen betrifft, muss zumindest für diesen Stoff revidiert werden.

Physiker entwickeln bereits seit längerem alternative Theorien der Anregungszustände in keramischen Supraleitern. Diese Ansätze haben gemeinsam, Spin und Ladung des Elektrons getrennt zu behandeln. Hill will mit seinen Experimenten andere Wissenschaftler dazu anregen, weitere Impulse für die Modellentwicklung zu geben. Es gelte zum Beispiel, den Dotierungsgrad zu bestimmen, ab dem das Wiedemann-Franz-Gesetz nicht mehr greift. Man müsse Materialien mit höherer Sprungtemperatur untersuchen, um zu überprüfen, ob der Überschuss in der Wärmeleitung etwas mit dem Elektronenspin zu tun hat. Das theoretische Verständnis der Hochtemperatur-Supraleiter gilt als Schlüssel für die Entwicklung von Materialien, die bereits bei Zimmertemperatur den Strom ohne Widerstand leiten.