Apa itu Superkonduktivitas?
Tidak ditemukannya resistansi listrik yang terukur dalam bahan-bahan tertentu pada temperature 0 K. Superkonduktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1911 pada raksa, namun kini sekitar 26 unsur logam dan banyak senyawa dan paduan diketahui memiliki sifat ini. Suatu bahan akan bersifat superkonduktif di bawah suatu temperature tertentu, yang disebut temperature peralihan (atau temperature kritis). Beberapa senyawa kini diketahui menunjukkan superkonduktivita pada temperature nitrogen-cair. Penjelasan teoretis fenomena ini diberikan oleh J.Bardeen (1980), I.N Cooper (1980), dan J.R. Schrieffer (1931) pada tahun 1957 dan dikenal sebagai teori BCS. Menurut teori ini, sebuah electron yang melintas melalui sebuah kisi Kristal elastic menciptakan distorsi kecil pada kisi akibat gaya Coulomb antara kisi bermuatan positif dan electron yang bermuatan negative. Bila distorsi ini terus-menerus ada untuk jangka waktu tak terbatas, maka distorsi ini akan mempengaruhi electron kedua yang melintas. Pada tahun 1956, Cooper menunjukkan bahwa fenomena yang mempengaruhi arus supaya dapat terbawa pada superkonduktor bukan ditimbulkan oleh masing-masing electron, melainkan oleh pasangan electron terikat yang disebut pasangan Cooper. Teori BCS ini didasarkan pada suatu fungsi gelombang. Seluruh electron dalam fungsi gelombang ini berpasangan. Momentum total sebuah pasangan Cooper tidak akan berubah akibat interaksi antara salah satu elektronnya dengan kisi, oleh karena itu aliran electron berlanjut tak henti-hentinya.
Sejumlah besar arus dapat beredar terus-menerus di dalam kumparan superkonduktor, sehingga kumparan ini dapat digunakan untuk menimbulkan medan magnet kuat, seperti pada beberapa pemercepat partikel dan piranti lain.
Superkonduktivitas dapat juga berlangsung akibat mekanisme yang sedikit lebih rumit daripada teori BCS dalam system fermion berat. Pada tahun 1986 Bednorz dan Muller menemukan superkonduktivitas yang tampaknya sama sekali berbeda jenisnya. Karena temperature kritisnya jauh lebih tinggi dibandingkan pada superkonduktivitas BCS, sifat ini disebut superkonduktivitas tingkat tinggi. Beberapa superkonduktor temperature tinggi memiliki temperature kritis lebih tinggi dari 100 K.
Pada saat ini, belum ada teori superkonduktivitas temperature tinggi yang diakui walaupun banyak usaha sedang dilakukan dalam bidang ini. Mekanisme BCS dengan sedikit modifikasi hamper pasti tidak berlaku. Salah satu model untuk superkonduktivitas temperature tinggi menggunakan gagasan anyon, namun hingga kini belum ditemukan bukti-bukti mekanisme ini.
Tidak ditemukannya resistansi listrik yang terukur dalam bahan-bahan tertentu pada temperature 0 K. Superkonduktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1911 pada raksa, namun kini sekitar 26 unsur logam dan banyak senyawa dan paduan diketahui memiliki sifat ini. Suatu bahan akan bersifat superkonduktif di bawah suatu temperature tertentu, yang disebut temperature peralihan (atau temperature kritis). Beberapa senyawa kini diketahui menunjukkan superkonduktivita pada temperature nitrogen-cair. Penjelasan teoretis fenomena ini diberikan oleh J.Bardeen (1980), I.N Cooper (1980), dan J.R. Schrieffer (1931) pada tahun 1957 dan dikenal sebagai teori BCS. Menurut teori ini, sebuah electron yang melintas melalui sebuah kisi Kristal elastic menciptakan distorsi kecil pada kisi akibat gaya Coulomb antara kisi bermuatan positif dan electron yang bermuatan negative. Bila distorsi ini terus-menerus ada untuk jangka waktu tak terbatas, maka distorsi ini akan mempengaruhi electron kedua yang melintas. Pada tahun 1956, Cooper menunjukkan bahwa fenomena yang mempengaruhi arus supaya dapat terbawa pada superkonduktor bukan ditimbulkan oleh masing-masing electron, melainkan oleh pasangan electron terikat yang disebut pasangan Cooper. Teori BCS ini didasarkan pada suatu fungsi gelombang. Seluruh electron dalam fungsi gelombang ini berpasangan. Momentum total sebuah pasangan Cooper tidak akan berubah akibat interaksi antara salah satu elektronnya dengan kisi, oleh karena itu aliran electron berlanjut tak henti-hentinya.
Sejumlah besar arus dapat beredar terus-menerus di dalam kumparan superkonduktor, sehingga kumparan ini dapat digunakan untuk menimbulkan medan magnet kuat, seperti pada beberapa pemercepat partikel dan piranti lain.
Superkonduktivitas dapat juga berlangsung akibat mekanisme yang sedikit lebih rumit daripada teori BCS dalam system fermion berat. Pada tahun 1986 Bednorz dan Muller menemukan superkonduktivitas yang tampaknya sama sekali berbeda jenisnya. Karena temperature kritisnya jauh lebih tinggi dibandingkan pada superkonduktivitas BCS, sifat ini disebut superkonduktivitas tingkat tinggi. Beberapa superkonduktor temperature tinggi memiliki temperature kritis lebih tinggi dari 100 K.
Pada saat ini, belum ada teori superkonduktivitas temperature tinggi yang diakui walaupun banyak usaha sedang dilakukan dalam bidang ini. Mekanisme BCS dengan sedikit modifikasi hamper pasti tidak berlaku. Salah satu model untuk superkonduktivitas temperature tinggi menggunakan gagasan anyon, namun hingga kini belum ditemukan bukti-bukti mekanisme ini.
0 Komentar