Banyak pembaca ingin mengetahui tentang superkonduktor (ada yang menulis super konduktor). Apabila yang sudah mempelajarinya secara formal di sekolah tentu sudah mengetahui apa superkonduktor tersebut. Di alam ini benda yang dapat menghantar listrik disebut konduktor.
Di rumah kita mendapat supply aliran listrik melalui kabel listrik yaitu contoh benda yang dapat menghantarkan listrik atau konduktor listrik. Tembaga seperti logam lainnya merupakan material yang dapat menghantar aliran listrik dengan baik.
Lalu apa yang dimaksud dengan super konduktor ?. Apabila material tembaga seperti halnya yang ada pada kabel listrik yang digunakan pada rumah kita, dialiri listrik maka akan mengalir listrik dengan hambatan atau resistansi dari kabel tembaga tersebut.
Walau kabel merupakan konduktor tidak berarti material tersebut tidak mempunyai hambatan. Panas yang terjadi apabila kabel dialiri oleh arus listrik yang besar dapat kita rasakan ketika disentuh, panas tersebut terjadi oleh adanya hambatan listrik atau resistansi dari kabel.
Superkonduktor dan Superkonduktivitas
Superkonduktivitas adalah fenomena terjadinya hambatan listrik nol dan hilangnya medan magnet yang terjadi dalam bahan tertentu ketika didinginkan di bawah karakteristik temperatur kritis. Hal ini ditemukan oleh fisikawan Belanda Heike Kamerlingh Onnes pada tanggal 8 April 1911 di Leiden.
Seperti ferromagnetism dan garis spektrum atom, superkonduktivitas adalah fenomena kuantum mekanik. Hal ini ditandai dengan efek Meissner, hilangnya garis medan magnet dari interior superkonduktor karena transisi ke keadaan superkonduktor. Terjadinya efek Meissner menunjukkan bahwa superkonduktivitas tidak dapat dipahami hanya sebagai idealisasi konduktivitas sempurna dalam fisika klasik.
Tahanan listrik dari konduktor logam menurun secara bertahap karena suhu diturunkan . Pada konduktor biasa , seperti tembaga atau perak , penurunan ini dibatasi oleh impurity dan cacat lainnya. Bahkan mendekati nol mutlak, contoh nyata dari sebuah konduktor normal menunjukkan beberapa resistansi. Dalam superkonduktor, resistansi turun secara tiba-tiba menjadi nol ketika material didinginkan di bawah temperatur kritis . Arus listrik yang mengalir melalui loop kawat super konduktor dapat bertahan tanpa batas waktu dengan tanpa sumber listrik .
Pada tahun 1986 , ditemukan bahwa beberapa bahan keramik cuprate – perovskit memiliki suhu kritis di atas 90 K ( -183 ° C ) . Suhu transisi yang relatif tinggi ini secara teoritis tidak dimungkinkan untuk superkonduktor konvensional, menjadikan material yang disebut sebagai superkonduktor yang bersuhu tinggi. Nitrogen cair mendidih pada 77 K , dan superkonduksi pada suhu yang lebih tinggi dari ini akan memfasilitasi banyak percobaan dan aplikasi yang kurang praktis dilakukan pada suhu yang lebih rendah . Dalam super konduktor konvensional, elektron ada di dalam pasangan tembaga oleh daya tarik dimediasi oleh lattice phonon.
Model terbaik yang tersedia dari superkonduktivitas suhu tinggi masih terlampau mentah pada ini. Ada dua hipotesis utama pada saat ini yaitu – Teori beresonansi – valensi – ikatan , dan fluktuasi berputar yang mendapat dukungan yang paling kuat dalam komunitas riset. Hipotesis kedua mengusulkan bahwa pasangan elektron dalam superkonduktor suhu – tinggi dimediasi oleh jarak pendek berputar gelombang yang dikenal sebagai paramagnons .
Sebagian besar sifat fisik superkonduktor bervariasi dari material bahan, seperti kapasitas panas dan temperatur kritis, bidang kritis, dan rapat arus kritis di mana superkonduktivitas hilang.
Di sisi lain, ada kelas properti yang independen dari bahan yang mendasarinya. Misalkan, semua superkonduktor memiliki tepat resistivitas nol dengan arus yang diterapkan rendah ketika tidak ada medan magnet atau jika medan listrik tidak melebihi nilai kritis. Adanya sifat universal menyiratkan bahwa superkonduktivitas adalah fase termodinamika, dan dengan demikian memiliki sifat tertentu yang membedakan dengan ketidak-tergantungan dari rincian mikroskopisnya.
Tahanan Nol
Metode paling sederhana untuk mengukur hambatan listrik dari sebuah sampel dari beberapa materi adalah dengan menempatkannya dalam sebuah sirkuit listrik secara seri dengan sumber arus I dan mengukur tegangan V yang dihasilkan di seluruh sampel . Hambatan dari sampel diberikan oleh hukum Ohm sebagai R = V / I. Jika tegangan adalah nol, ini berarti bahwa perlawanan adalah nol .
Superkonduktor juga mampu mempertahankan arus tanpa tegangan yang diberikan sama sekali , properti ini dieksploitasi dalam elektromagnet superkonduktor seperti yang ditemukan dalam mesin MRI. Percobaan telah menunjukkan bahwa arus dalam kumparan superkonduktor dapat bertahan selama bertahun-tahun tanpa ada degradasi terukur.
Bukti eksperimental menunjukkan seumur hidup saat ini setidaknya 100.000 tahun. Perkiraan teoritis untuk masa arus terus-menerus dapat melebihi seumur hidup diperkirakan alam semesta, tergantung pada geometri kawat dan suhu .
Dalam konduktor normal, arus listrik dapat divisualisasikan sebagai cairan elektron bergerak di kisi ionik berat. Elektron terus bertabrakan dengan ion dalam kisi , dan selama setiap tabrakan beberapa energi yang dibawa oleh arus diserap oleh kisi dan diubah menjadi panas , yang pada dasarnya adalah energi kinetik getaran dari lattice ion. Akibatnya, energi yang dibawa oleh arus terus-menerus hilang . Ini adalah fenomena hambatan listrik.
Situasi ini berbeda dalam sebuah superkonduktor. Dalam superkonduktor konvensional, cairan elektronik tidak dapat diselesaikan menjadi elektron individu. Sebaliknya, terdiri dari pasangan terikat elektron dikenal sebagai pasangan Cooper. Pasangan ini disebabkan oleh gaya tarik antara elektron dari pertukaran fonon.
Karena mekanika kuantum, spektrum energi pair cairan Cooper ini memiliki celah energi, berarti ada jumlah minimum ΔE energi yang harus disediakan dalam rangka untuk merangsang cairan. Oleh karena itu, jika ΔE lebih besar dari energi panas dari kisi-kisi, yang diberikan oleh kT , di mana k adalah konstanta Boltzmann dan T adalah suhu , cairan tidak akan tersebar dengan kisi-kisi. The Cooper pair cairan demikian superfluida , yang berarti dapat mengalir tanpa disipasi energi .
Dalam kelas superkonduktor yang dikenal sebagai superkonduktor tipe II, termasuk semua yang dikenal superkonduktor suhu tinggi , jumlah yang sangat kecil dari resistivitas muncul pada suhu yang tidak terlalu jauh di bawah transisi superkonduktor nominal ketika sebuah arus listrik diterapkan dalam hubungannya dengan medan magnet yang kuat, yang mungkin disebabkan oleh arus listrik. Hal ini disebabkan gerak vortisitas magnetik dalam superfluida elektronik, yang menghilang beberapa energi yang dibawa oleh arus. Jika saat ini cukup kecil vortisitas yang stasioner, dan resistivitas lenyap.
Demikianlah sekilas tentang pengantar pengertian superkonduktor, bahasan lebih lengkat akan diposting di lain waktu. Semoga bermanfaat (maglearning.id).