SUPERKONDUKTIVITAS

Jawaban Pertanyaan

Revaldzrixhon L.

Pertanyaan 6KEN UTAMI ( 053022410...)

• Aplikasi superkonduktor salah satunya adalah untuk peningkatan kecapatan komputer. Jelaskan bagaimana proses tersebut terjadi !

Jawaban :

SUPERKOMPUTER

Unit Superkomputer

MIKROPROSESOR

TransistorJosepshon Junction

SUPERKONDUKTOR

Pertanyaan 1Anang Darmawan ( 05302240...)

Pada Video, superkondukor ikut tertarik oleh magnet (tetapi tidak menempel). Kapan lepasnya? Ada waktunya?

JAWABAN

FLUX TRAPPING (FLUX PINNING)

FLUX TRAPPING atau FLUX PINNING merupakan fenomena dimana garis-garis gaya magnet yang disebut dengan fluks magnet terjerat di dalam material superkonduktor. Efek penjeratan ini membentuk ikatan antara superkonduktor dengan magnet pada jarak tertentu.

Efek ini akan terjadi apabila material berada pada keadaan superkonduksi. Keadaan superkonduksi diberikan oleh TIGA FAKTOR penting, yaitu:

1. Temperatur Kritis (Tc)

2. Medan Kritis ( Hc)

3. Arus Kritis (Ic)

LEVITASI MAGNETIK SUPERKONDUKTOR

EFEK FLUX TRAPPING

Pertanyaan 2Asnaini Ali (05302241001)Kehadiran medan magnetik 48000 A/m, pada suhu kamar, Pb (timbal) masih dalam keadaan normal.

Mengapa ?

JawabanSuhu Kamar ( T =300 K)

T >> TcNormal state

(Non-Superkoduksi)

4,8.10^4 A/m

7,2 K

Pertanyaan 3Argi (05302241005)

Jarak antara superkonduktor dg magnet bisa diatur g? Caranya?

Superkonduktor

=

Perfect Diamagnetic

Teorema Earnshaw The potential energy U of a float- ing magnet is, U = −M ・ B + mgz = −MB + mgz The magnetic field gradient

Stabilitas Vertikal Diamagnetik

Aproksimasi Dipol Cz

The distanceD = 2d + L

Sumber : www.wikipedia.com

Nurini(053022410 . . .)

• Apakah pengaruh Gelombang Elektromagnetik pada gerak kereta api MAGLEV ? Mengganggu atau mendukung?

Jawaban : Dalam konteks Superkonduktor, pengaruh gelombang elektromagnetik tidak berpengaruh secara langsung.

Dalam sistem kendaraan yang dioperasikan dengan menggunakan perangkat elektronik, seperti sistem navigasi, sistem kendali, dan sistem komunikasi elektronis yang tidak diproteksi maka pengaruh gelombang elektromagnetik dapat memberikan gangguan.

• MAGLEVAdalah sistem dimana kereta dapat mengambang diatas GuideWay atau jalur rel dengan memanfaatkan prinsip elektromagnet antara magnet superkonduksi pada dinding kereta dengan koil magnetik yang terpasang pada dinding rel.Tentu saja dalam pengoperasian-nya menggunakan perangkat-perangkat elektronik

Untuk menggerakkan dan mengangkat badan kereta diperlukan medan magnetik yang kuat (dalam hal ini mungkin dapat dilakukan oleh magnet superkonduksi).Karena menggunakan magnet yang super kuat, maka DIMUNGKINKAN dapat memberikan pengaruh magnetis. Namun, hal ini masih dalam penelitian para ilmuwan.

Prinsip Kerja

Maglev Guideway

Muna

• Panjang koheren merupakan penyelesaian yang baik untuk persamaan London. Hubungannya bagaimana?

Kesimpulan• Elektron yang menjadi

muatan pengangkut & berserakan bereaksi dengan ion di dalam bahan dan pada suhu tertentu elektron-elektron ini akan mengalami keadaan yang lebih tertib dan saling berpasangan. Pasangan-pasangan elektron ini bergerak dengan momentum yang sama tanpa mengalami sembarang proses yang dapat menyebabkan kehilangan energi.

• Pergerakan elektron di dalam bahan superkonduktor adalah ibarat sepasukan tentara yang berbaris rapi dan berjalan dengan kecepatan yang sama dan tidak terjadi pelanggaran diantara mereka. Hal ini yang menyebabkan elektron dapat bergerak tanpa resistan.

• Menurut teori Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS), kehilangan resistan dalam superkonduktor disebabkan pada temperatur yang rendah muatan pembawa yang terdiri dari pasangan elektron yang disebut pasangan Cooper dapat bergerak tanpa mengalami proses yang menghasilkan resistan. Pasangan Cooper terbentuk adalah hasil interaksi elektron dengan getaran kisi kristal (fonon).

Kita bandingkan dengan elektron konduksi dalam konduktor biasa. Di sini elektron bergerak sendiri-sendiri dan akan kehilangan sebagian energinya jika ia terhambur oleh kotoran (impurities) atau oleh phonon, phonon adalah kuantum energi getaran kerangka (lattice) kristal bahan. Elektron tersebut akan menimbulkan distorsi terhadap kerangka kristal sehingga menimbulkan daerah tarikan. Tarikan ini dalam superkonduktor pada suhu rendah bisa mengalahkan tolakan Coulomb antar elektron, sehingga dengan ukar menukar phonon dua elektron justru akan membentuk ikatan menjadi pasangan Cooper. Oleh karena keadaan kuantum mereka semuanya sama, suatu elektron tidak dapat terhambur tanpa mengganggu pasangannya, padahal pada suhu T < Tc getaran kerangka tidak memiliki cukup energi untuk mematahkan ikatan pasangan tersebut. Akibatnya mereka tahan terhadap hamburan, jadilah bahan tersebut superkonduktor.

• Mekanisme superkonduktor suhu tinggi masih menjadi tanda tanya dan merupakan tugas para peneliti dan pakar sains untuk mencari jawabannya guna memecahkan masalah ini. Apa yang pasti saat ini adalah arus elektrik di dalam superkonduktor suhu tinggi terdiri dari pasangan muatan seperti yang terdapat pada superkonduktor konvensional. Persoalannya ialah, apakah interaksi yang menyebabkan muatan-muatan ini berpasangan? Mekanisme superkonduktor konvensional tidak dapat digunakan untuk superkonduktor suhu tinggi secara langsung karena teori konvensional ini membataskan suhu kritis tidak lebih daripada 30 K. Saat ini banyak penelitian yang dilakukan dan hasilnya dibandingkan dengan model yang dicadangkan untuk membongkar rahasia superkonduktor suhu tinggi sebenarnya.

SUPERKONDUKTOR KERAMIK

Bahan superkonduktor suhu tinggi yang memiliki bahan dasar keramik secara teoritis belum dapat dijelaskan tuntas. Ia tidak bisa digolongkan ke dalam tipe I maupun II karena ada beberapa sifatnya yang unik.

Bentuk kristalnya termasuk golongan perovskite, suatu bentuk kristal kubus yang cukup populer. Rumus umum molekul perovskite adalah ABX3 , dimana A dan B adalah kaiton logam dan X adalah anion non logam. Banyak bahan elektronis yang memiliki bentuk perovskite ini, misalnya PbTiO3 dan PbZrO3 yang bersifat piezoelektrik kuat sehingga baik digunakan untuk pressure-gauge.

Superkonduktor suhu tinggi ini ternyata berupa perovskite yang cacat. Misalnya YBCO yang ditemukan oleh Chu Chingwu cs. dari Universitas Houston berbentuk 3 kubus perovskite dengan rumus molekul YBa2Cu3O6,5 , yang menunjukkan defisiensi atom oksigen sebagai anionnya (mestinya ada 9 atom). Nama lain untuk YBCO ini adalah 1-2-3, menunjukkan perbandingan cacah atom Y, Ba dan Cu di dalam kristalnya. Atom-atom tembaganya terletak pada suatu lapisan inilah arus listrik lewat dalam bahan YBCO. Struktur yang demikian memiliki andil yang besar bagi sifat superkonduktivitas suhu tinggi, terbukti senyawa barium-kalium-bismuth-oksida buatan AT & T Bell Laboratoies (1988) cuma memiliki Tc = 30 K, senyawa ini tentu saja tidak memiliki atom tembaga sebagai lapisan penghantar elektron.

Elektron-elektron juga dalam keadaan berpasangan, hal ini telah dibuktikan dengan dijumpainya flukson yang merembes di dalamnya. Flukson adalah kuantum fluks magnetik dalam superkonduktor, besarnya kira-kira 2 x 10-15 weber, dalam perhitungan besarnya ini bersesuaian dengan kehadiran partikel bermuatan listrik dua kali muatan elektron. Watak-wataknya yang masih perlu penjelasan teoritis adalah tarikan antar elektron dalam pasangan Cooper yang ternyata masih cukup kuat walaupun suhu transisinya tinggi. Padahal suhu yang tinggi menyebabkan bertambahnya cacah phonon, sehingga ikatan elektron itu seharusnya akan hancur karenanya. dalam kaitan ini peranan kerangka kristal harus kembali dipertanyakan. Mungkin saja kotoran di dalamnya yang justru mampu meredam interaksi phonon atau gangguan-gangguan lain termasuk medan magnet yang besar agar ia tetap stabil sebagai superkonduktor.Sifat lain yang tidak menguntungkan dari YBCO adalah mudahnya ia melepaskanoksigen ke lingkungannya, padahal dengan berkurangnya atom oksigen sifatsuperkonduktornya akan hilang. Lagi pula ia terlalu rapuh untuk dibentuk menjadi kawat.

Lebih jauh lagi Philip W. Anderson (pemenang hadiah Nobel 1977 bidang Fisika) mengemukakan peranan besaran spin dalam fenomena superkonduktor suhu tinggi ini, pernyataan ini telah didukung oleh data percobaan MIT oleh RJ Birgeneau.Sungguh merupakan sebuah tantangan besar bagi para ahli dari berbagai bidanguntuk memahami lebih jauh fenomena superkonduktor jenis baru ini. Tampaknya bahan ini akan semakin merajai teknologi pada masa yang akan datang, yaitu abad XXI.

Daftar Pustaka

Dikutip dan dirangkum dari berbagai sumber