Friday, January 1, 2010

Mengapa Superconductor menjadi Super?

Artikel ini secara ringkas menjelaskan bagaimana fenomena superkonduksi dapat muncul pada sebuah bahan. Selain itu, artikel ini juga membahas keunikan-keunikan superkonduktor dan pemanfaatan bahan superkonduktor

Munculnya Superconductivity

Pada konduktor biasa energi dari arus listrik terbuang karena electron yang membawa arus bertabrakan dengan ion logam konduktor. Sebaliknya, pada superconductor electron membentuk pasangan Cooper (Cooper pair) dalam satu keadaan kuantum pada tingkat energi terendah. Proses ini dikenal sebagai Kondensasi Bose-Einstein. Aliran Cooper pair ini bergerak sebagai satu entitas. Untuk mengeluarkan satu Cooper pair dari aliran ini, electron harus didorong ke energy quantum state yang lebih tinggi. Sementara, tabrakan dengan ion logam tidak melibatkan cukup energi untuk melakukannya. Oleh karena itu, arus listrik dapat mengalir tanpa kehilangan energi.

Pentingnya Suhu bagi Superconductor

Kebanyakan superconductor saat ini bergantung pada helium cair sebagai pendingin. Pendingin yang sama digunakan oleh Heike Kamerlingh Onnes ketika ia menemukan fenomena superconductivity yang hampir satu abad yang lalu. Helium cair yang mendidih pada suhu 4,2 kelvin menambah biaya dan kompleksitas yang cukup besar untuk membuat sebuah sistem. Superconductor yang paling banyak digunakan adalah niobium alloy. Niobium alloy dapat menjadi superconductor pada suhu 18 Kelvin (dalam keadaan tidak adanya medan magnet). Pada alat-alat yang melibatkan medan magnet yang atau kepadatan arus tinggi, superconductor memerlukan pendingin ekstra untuk mempertahankan superkonduktivitas-nya. Magnet niobium alloy yang sangat kuat milik Large Hadron Collider, misalnya, beroperasi pada suhu 2,9 Kelvin. Material baru yang dapat berfungsi dengan baik di atas titik didih helium cair akan merevolusi aplikasi superconductor.

Levitation

Selain memiliki hambatan listrik nol, bagian dalam superkonduktor juga tidak dapat ditembus medan magnet. Sifat ini disebut Diamagnetisme sempurna. Efek ini dapat membuat sebuah magnet melayang di atas superkonduktor atau, sebuah superkonduktor di atas magnet. Superkonduktor juga dapat melayang di bawah magnet. Superconductor tipe 2 memungkinkan fluks magnet untuk menembus mereka dalam tabung tipis. Gambar berikut ini menunjukkan fenomena levitasi yang terjadi pada bahan superconductor.













Perkembangan Bahan Superconductor

Dalam 98 tahun para ilmuwan telah menemukan berbagai macam bahan yang dapat menjadi superconductor. Bahan-bahan tersebut antara lain:
  1. Mercury (1911): Superconductor pertama ditemukan oleh Heike Kamerlingh Onnes. Ia menggunakan helium cair untuk mendinginkan mercury di bawah suhu transisi superconductor yaitu 4,2 Kelvin.
  2. Niobium Alloy (1941): Penggunaan superconductor dalam industri terjadi setelah tahun 1961. Saat itu, para ilmuwan menemukan bahwa niobium tin (Nb3Sn), yang menjadi superconductor pada suhu 18,3 Kelvin, dapat membawa arus yang tinggi dan tahan terhadap medan magnet besar.
  3. Niobium germanium (1971): Bahan ini (Nb3Ge) memegang rekor temperatur transisi tertinggi antara tahun 1971 hingga tahun 1986.
  4. Heavy Fermion (1979): Superconductor Heavy Fermion seperti uranium platina (UPt3) sangat luar biasa karena memiliki secara efektif memiliki electron ratusan kali massa biasa mereka. Teori konvensional tidak dapat menjelaskan sifat superconductivity materi ini.
  5. Cuprates (1986): Cuprates merupakan superconductor suhu tinggi yang pertama. Bahan-bahan keramik ini dapat didinginkan dengan nitrogen cair, yang mendidih pada suhu 77 Kelvin.
  6. Fullerenes (1991): Solid kristal terbuat dari buckyballs (C60) yang menjadi superconductor ketika didoping dengan atom logam alkali seperti kalium, rubidium dan cesium.
  7. HgBa2Ca2Cu3O8 (1995 ): Didoping dengan talium, cuprate ini memiliki paling suhu transisi tertinggi pada tekanan atmosfer. Pada tekanan tinggi bahan ini menjadi superconductor pada suhu 164 Kelvin.
  8. Magnesium diboride (2001): Suhu transisi yang luar biasa tinggi dari magnesium diboride merupakan kasus luar biasa dari superconductor konvensional.
  9. Iron pnictides (2006): Hideo Hosono merupakan penemu senyawa ini. Senyawa ini merupakan jenis kedua superkonduktor suhu tinggi.
Aplikasi Superconductor

Superconductor konvensional telah diaplikasikan pada berbagai alat, misalnya:
  • akselerator partikel seperti Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) dan Large Hadron Collider. Gambar berikut ini menunjukkan penggunaan superkonduktor pada RHIC
  • Sebagai gyroscopes dan detektor medan magnet dalam Gravity Probe B satellite. Gyroscopes adalah suatu alat untuk mengukur atau mempertahankan orientasi, berdasarkan prinsip-prinsip kekekalan momentum sudut. Bentuk dari Gravity Probe B ditunjukkan pada gambar berikut.
  • atau untuk Magnetic resonance imaging (MRI). Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah suatu teknik pencitraan medis memvisualisasikan struktur internal dan fungsi tubuh. Bentuk dari devais Magnetic Resonance Imaging ditunjukkan pada gambar berikut.
Seiring dengan penyempurnaan proses fabrikasi kawat cuprate, keterbatasan superconductor cuprates berkurang. Perusahaan-perusahaan kini sedang mengembangkan sistem yang besar seperti turbin angin pembangkit listrik dan mesin penggerak kapal. Para ilmuwan berharap bahwa studi tentang pnictides akan membuka jalan bagi penemuan bahan baru dengan suhu transisi yang lebih tinggi atau lebih baik dibandingkan dengan sifat mekanik cuprate.

41 comments:

OSHI said...

info yang cukup menarik bro.. keep blogging.

krigjsman said...

thanks brother

haryoshi said...

nice...

visit me ok...
hehehe.....

Ade Outsiders said...

good job! numpang share sedikit !
http://tangotequilajr.blogspot.com/

Iklan Gratis said...

Salam kenal ya gan

obat jelly gamat luxor said...

wah gan masi belum paham, ...

xhamone plus said...

oke juga buat di pelajari, sukses selalu

penyakit jantung said...

info yang sangat bermanfaat sekali buat di simak,

obat hiv aids said...

artikel yang bagus sekali buat semua orang memahami-nya ...

mobil daihatsu berteknologi hijau said...

dunia iptek emang dah maju pesat termasuk terhadap dunia otomotif yang juga sudah menghasilkan mobil berteknologi hijau yang ramah lingkungan. Jika pengen baca-baca, mampir ya friend di http://whealth.blogdetik.com/102/manfaat-teknologi-hijau-pada-mobil/

Siapa tahu ada yang menarik infonya buat agan2 semua

Obat amandel said...

sangat bermanfaat, terimakasih (^_^)

pdf said...

artikel yg bagus sobat..

pengenalan dunia networking said...

untuk menciptakan sebuah super conductor , apakah berarti kita harus menciptakan sebuah unsur baru ?

obat asma said...

artikel yang anda sajikan di blog ini sangat menarik. Ditunggu artikel selanjutnya.

Kosindo said...

Bravo, informative....

obat gejala demam berdarah untuk anak dan balita said...

terima kasih pak admin telah menghadirkan informasi dan berita yg bermanfaat,semoga dengan sering di updated akan menjadikan website ini lebih bermanfaat lagi bagi pengunjung..

obat radang usus buntu untuk anak dan dewasa said...

mana ada perlawanan tanpa keringat, mana bisa kemenangan tanpa semangat, mana ada Keberhasilan dalam waktu singkat, jangan ada persaingan yang gak sehat..

obat infeksi luka said...

terima kasih pak admin telah menghadirkan informasi dan berita yg bermanfaat,semoga dengan sering di updated akan menjadikan website ini lebih bermanfaat lagi bagi pengunjung

obat sakit maag alami aman untuk ibu hamil said...

terima kasih pak admin telah menghadirkan informasi dan berita yg bermanfaat,semoga dengan sering di updated akan menjadikan website ini lebih bermanfaat lagi bagi pengunjung..

pengobatan alami gondok pada anak said...

artikel yang di berikan sangat bagus dan bermanfaat untuk kita semua

pengobatan alami gejala radang paru-paru said...

makasih informasinya

obat herbal penyakit sinusitis said...

informasi yang menarik, terimakasih telah berbagi.

penyakit akut

pengobatan alami sakit asam lambung pada anak said...
This comment has been removed by a blog administrator.
obat alami gejala darah tinggi said...

websitenya bagus,postinganya juga menarik.sangat bermanfaat bagi
pengobatan sakit tipes
pengobatan alami sakit asam lambung pada anak

pengobatan alami asam lambung untuk ibu hamil said...

thanks for information obat alami gejala darah tinggi

tips mengatasi masalah asam lambung said...

seluruh isi beritanya sangat menarik sekali. terimakasih banyak nih.
pengobatan sakit asam lambung pada bayi
pengobatan alami sakit maag pada anak
pengobatan gejala asma pada anak

gejala penyakit kulit eksim said...
This comment has been removed by a blog administrator.
obat asma kronis anak said...

Salah satu hal tersulit dalam hidup adalah tetap menjadi dirimu sendiri ketika semua orang berusaha mengubahmu menjadi orang lain.
obat luka akibat air panas
obat gejala penyakit ginjal

obat luka knalpot ampuh said...

Kerja keras memastikan anda berjalan dengan penuh tenaga, kerja cerdas memastikan anda bekerja dengan cara-cara yang tepat.
cara menyembuhkan pilek menahun anak
obat polip gigi

obat diabetes untuk ibu hamil said...

Masa depan adalah milik mereka yang menyiapkan hari ini.

obat gatal kulit menahun said...

Langkah terbaik untuk meramalkan masa depan adalah dengan cara menciptakan sendiri masa depan tersebut.

obat ambeien saat hamil said...

Jika engkau gagal pada hari ini, janganlah engkau berputus asa, karena masih ada hari besok dan seterusnya yang akan mengajakmu menjadi lebih sukses.

informasi seputar kesehatan said...

Jangan menyerah atas impianmu. Impian memberimu tujuan hidup. Ingatlah, bahwa sukses bukan kunci utama kebahagiaan, Semangat!

obat luka pada alat kelamin said...

Kalau tidak pernah berani tersesat, maka kalian tidak akan pernah menemukan jalan baru.

obat herbal paten asam urat said...

Janganlah kamu kuatir akan hari besok, karena hari besok mempunyai kesusahannya sendiri. Kesusahan sehari cukuplah untuk sehari

obat khusus luka diabetes gangren said...

Salah satu hal tersulit dalam hidup adalah tetap menjadi dirimu sendiri ketika semua orang berusaha mengubahmu menjadi orang lain.

cara menyembuhkan keputihan ibu hamil said...

Kerja keras memastikan anda berjalan dengan penuh tenaga, kerja cerdas memastikan anda bekerja dengan cara-cara yang tepat.

obat menyembuhkan radang rahim said...

Tidak semua kerja keras berhasil sampai pada tujuan, Tapi tak ada sesuatu yang besar yang bisa di capai tanpa melalui kerja keras.

obat alami kista hati said...

Keringat orang-orang yang bekerja keras adalah wewangian yang mengundang kesuksesan untuk datang menciumnya.

obat asam lambung said...

Waktu yang tepat tidak akan pernah datang jika kamu hanya menunggunya sambil berpangku tangan

obat radang sendi untuk ibu hamil said...

Kurangnya kemampuan bukan alasan untuk keberhasilan, kesungguhan penuh semangat adalah modal keberhasilan.

ShareThis