Superkonduktor adalah suatu bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan sempurna tanpa adanya hambatan. Ia juga menghilangkan medan magnet dengan sempurna, sehingga tidak ada medan magnet yang dapat menembus ke dalam superkonduktor. Ada cukup banyak aplikasi untuk mereka. Beberapa yang sudah ada adalah superconductor digunakan di semua pemindai MRI di rumah sakit, pencitraan resonansi magnetik. Umumnya superconductor digunakan untuk membuat magnet yang sangat kuat. Misalnya, mereka digunakan untuk levitasi magnetik kereta api di atas rel. Kereta tercepat di dunia saat ini ada di Jepang dan menggunakan teknologi ini. Misalnya, mereka juga digunakan untuk mempercepat partikel mendekati kecepatan cahaya di CERN.
Masalah besarnya adalah bahwa dalam kasus yang kita pahami, superkonduktor hanya bekerja pada suhu yang sangat rendah - kira-kira di bawah 40 derajat Celcius, di atas nol mutlak. Jauh lebih dingin dibandingkan suhu ruangan. Jadi itu semacam menghambat aplikasi tambahan. Superkonduktor dengan suhu tertinggi yang kita ketahui menjadi superkonduktor hanya sedikit di atas titik didih nitrogen cair.
Mereka sudah memiliki aplikasi. Namun bahan-bahan tersebut akan memiliki lebih banyak kegunaan jika kita dapat mengaturnya pada suhu ruangan. Misalnya, kita dapat menggunakannya pada saluran listrik dan penggunaan lain yang mengharuskan kita untuk menghantarkan listrik tanpa hambatan apa pun. Hal tentang menghantarkan listrik tanpa hambatan. Hal ini sangat berguna. Misalnya mengambil ide yang liar, Anda dapat membayangkan menutup Sahara dengan panel surya dan menyalurkan listrik ke seluruh dunia - tanpa kehilangan listrik selama proses berlangsung. Dengan teknologi saat ini, jika kita menggunakan logam biasa untuk menghantarkan listrik, kita akan kehilangan banyak listrik tersebut dalam perjalanan.
Faktanya, saya menghitung bahwa di Amerika Serikat saja, setiap tahun jumlah energi yang hilang saat menyalurkan listrik dari tempat pembangkitan ke tempat penggunaannya, akan cukup untuk menyalakan lampu jalan di Manhattan selama seribu tahun. Jadi setiap tahun jumlah energi tersebut hilang. Superkonduktor suhu rendah kami pahami dengan sangat baik. Menurut saya, ini mungkin salah satu teori terbaik kami di bidang fisika.
Superkonduktor pertama kali ditemukan pada tahun 1911. Dan, pada tahun 1956, menurut saya teori tentang cara kerjanya dijelaskan oleh Barden, Cooper, dan Schrieffer - sehingga disebut teori superkonduktivitas BCS dan ini merupakan teori yang luar biasa. Teori ini memprediksi banyak fenomena yang telah terlihat dan juga fenomena baru yang segera diuji. Kami memahaminya dengan sangat baik. Teori tersebut memberi tahu kita bahwa mereka tidak mungkin ada pada suhu sekitar 40 derajat C di atas nol mutlak. Benar-benar kejutan ketika pada tahun 1984, kelompok ilmuan lain menemukan bahan-bahan tersebut. Teori tersebut menyatakan bahwa superkonduktor tidak mungkin terjadi pada suhu yang jauh lebih tinggi.
Banyak kemajuan telah dicapai dalam hal pendekatan eksperimental untuk menemukan superkonduktor bersuhu tinggi. Setelah penemuan awal tersebut, jika Anda membuat grafik suhu tertinggi yang dicapai terhadap waktu, Anda akan melihat bahwa kita melompat dari grafik suhu terendah - ada lompatan besar menuju suhu tinggi jenis baru ini - dan kemudian suhu tertinggi meningkat seiring waktu. Karena kami menemukan banyak sekali senyawa yang berkaitan dengan penemuan awal itu.
Kemudian keluarga superkonduktor yang benar-benar berbeda ditemukan dalam bahan yang berbeda. Sehingga kita mengalami proses yang naik dan akhirnya mereda. Kemudian muncullah spesies yang benar-benar baru yang mungkin dimulai dengan suhu yang lebih rendah pada awalnya namun melonjak ke nilai yang lebih tinggi dan ini telah terjadi beberapa kali sekarang. Jadi kamu lihat proses berulang-ulang saat menemukan satu keluarga utuh dan suhu terus meningkat setiap kali hal ini terjadi.
Saya berbicara dari sudut pandang yang bias sebagai fisikawan teoretis, namun menurut saya teori superkonduktivitas suhu tinggi adalah subjek yang paling mendesak dalam fisika benda terkondensasi dan salah satu pertanyaan terbesar dalam seluruh fisika. Jika kita memahami cara kerjanya, kita mungkin dapat dengan mudah memprediksi kelas material mana yang akan mengalami superkonduktor pada suhu ruangan atau lebih tinggi sehingga kita dapat langsung mendapatkan penerapan praktisnya. Jadi, menebak kelompok materi baru itu sulit. Saya tidak tahu keajaiban yang dilakukan fisikawan eksperimental dalam menemukan materi baru ini. Menurut saya, ada unsur dugaan di sana.
Dari sudut pandang teoretis, saya dapat mengatakan bahwa sejak ditemukannya superkonduktor bersuhu rendah pada tahun 1911, diperlukan waktu sekitar 40 tahun hingga teori tersebut dapat dipahami. Superkonduktor bersuhu tinggi pertama kali ditemukan pada pertengahan tahun 80an, sehingga sudah saatnya kita dapat menghasilkan sebuah teori. Jika kita membuat pernyataan sederhana bahwa hal tersebut akan memerlukan jangka waktu yang sama. Kami cukup berharap bahwa kami dapat segera menemukan hal tersebut.
Oke, jadi beberapa aplikasi praktis yang akan segera hadir, menurut saya, sebenarnya adalah membuat saluran listrik dari superkonduktor bersuhu tinggi. Karena hal itu sebenarnya sudah dilakukan di Essen dan Jerman. Mereka memiliki saluran listrik yang menggunakan superkonduktor. Mereka terkubur di bawah tanah, bukan di atas tanah, sehingga bisa didinginkan. Produk-produk tersebut sudah diproduksi untuk digunakan di berbagai tempat di Amerika Serikat.
Salah satu penerapan yang sangat menarik di masa depan adalah bahwa rekayasa sedang dilakukan untuk menghubungkan tiga jaringan listrik utama di Amerika Serikat - Pantai Timur, Pantai Barat, dan Texas - dan proses penggabungan ketiga jaringan tersebut akan memungkinkan keseimbangan listrik. di seluruh negeri karena tentu saja mereka berada di zona waktu yang berbeda dan seterusnya. Jadi permintaan berbeda pada waktu yang berbeda. Dan ternyata akan jauh lebih hemat energi jika memasangkan jaringan tersebut menggunakan superkonduktor di satu tempat, Anda benar-benar perlu meneruskannya ke satu wilayah dan memasangkannya.
Jumlah energi yang Anda gunakan untuk menghilangkan panas dari area tersebut dari arus normal ternyata jauh lebih besar dibandingkan jika Anda mendinginkan superkonduktor ke area tersebut. Dan tentu saja salah satu aplikasi utama yang akan datang adalah Komputasi Kuantum, jadi salah satu cara yang paling menjanjikan untuk membuat komputer kuantum berguna yang dapat diskalakan adalah dengan menggunakan superkonduktor. Jadi topik superkonduktivitas adalah salah satu dari berbagai topik berbeda yang saya bahas dalam buku terbaru saya 'The Magick of Matter: Crystals, Chaos and the Wizardry of Physics', yang memperkenalkan subjek yang lebih luas yaitu fisika benda terkondensasi dan menunjukkan beberapa penerapannya serta mengapa subjeknya agak ajaib.
Pemateri: Prof. Felix Flicker
Judul Asli: Unlocking the potential of superconductors
Sumber: https://www.youtube.com/@TheRoyalInstitution
Komentar
Posting Komentar