Skip to main content

Temuan Baru Fluktuasi Kuantum Merupakan Kunci pada Superkonduktor

(KeSimpulan) Bukti langsung pertama kali titik kritis kuantum dalam besi berbasis 'pnictides'. Eskperimen baru ditemukan pada kelas besi berbasis superkonduktor menyarankan bahwa kemampuan elektron untuk menghantarkan listrik tanpa hambatan secara langsung berhubungan dengan sifat-sifat magnetik elektron tersebut. Hasil eksperimen muncul dalam isu 8 Januari jurnal Physical Review Letters. Uji coba yang dilakukan oleh sebuah tim fisikawan AS dan China menjelaskan sifat dasar dari temperatur tinggi superkonduktivitas, kata Qimiao Si, fisikawan dari Rice University.

Jika dipahami dengan lebih baik, superkonduktor temperatur tinggi dapat digunakan untuk merevolusi generator listrik, MRI scanner, kereta api berkecepatan tinggi, dan perangkat lainnya. Dalam studi tersebut, para ilmuwan dari Rice University, University of Tennessee, Oak Ridge National Laboratory (ORNL), National Institute of Standards and Technology (NIST), Chinese Academy of Sciences' Institute of Physics dan Renmin University di Beijing meneliti beberapa senyawa besi arsenide. Ini adalah induk "undoped" dari besi "pnictides" (diucapkan: nick-tides), sebuah kelas material yang ditemukan untuk menjadi superkonduktor temperatur tinggi pada tahun 2008.

Berawal dari eksperimen sebelumnya yang dilakukan oleh Si dan kolaboratornya untuk menguji prediksi teoritis yang mempublikasikan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences pada akhir Maret 2009. Mereka meramalkan bahwa variasi ukuran beberapa atom dalam senyawa induk dapat memungkinkan fisikawan untuk menyesuaikan fluktuasi kuantum material. Fluktuasi jenis ini dapat membuat titik poin yang disebut magnet "quantum critical points", suatu kondisi yang ada saat material berada pada titik puncak transisi dari satu fase kuantum ke fase yang lain.

Menggunakan fasilitas hamburan neutron di NIST dan ORNL, tim membombardir material dengan neutron untuk memecahkan struktural dan sifat-sifat magnetik. Tes yang mendukung prediksi teori Si bahwa tatanan kekuatan magnetik dalam material dikurangi ketika atom arsenik digantikan dengan atom fosfor sedikit lebih kecil. "Kami menemukan bukti langsung untuk pertama kali bahwa titik poin kuantum magnetik eksis dalam meterial ini," kata Si. Hasilnya memungkinkan upaya Nanlin Wang, fisikawan dari Chinese Academy of Sciences' Institute of Physics, dan kelompok riset mereka menciptakan serangkaian sampel dengan jumlah yang bervariasi menggantikan fosfor arsenik.

Temuan high-temperature superconductivity dalam tembaga-oksida keramik pada tahun 1986 yang dilakukan oleh fisikawan, disadari bahwa efek kuantum dalam meterial elektronik jauh lebih kompleks daripada yang diprediksi. Salah satu efek ini adalah titik kritis kuantum. Titik kritis terjadi mendekati titik lompat yang melewati suatu material ketika perubahan fase. Banyak perubahan fase (seperti es yang mencair ke dalam air) terjadi karena fluktuasi termal. Tapi titik kritis kuantum dan fase perubahan kuantum semata-mata timbul dari fluktuasi kuantum.

"Kami menemukan sebuah titik kritis kuantum besi pnictides, membuka pintu bagi penelitian untuk cara baru yang penting dalam kelas material ini," kata Pengcheng Dai, fisikawan spesialis penembakan neutron dari University of Tennessee. "Bukti dari studi ini mengulingkan hipotesis bahwa high-temperature superconductivity pada besi pnictides berasal dari magnet elektronik. Hal ini harus kontras untuk low-temperature superconductivity konvensional yang disebabkan oleh getaran ion," kata Si.
Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian. Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.

Comments

Post a Comment