Informasi

Peneliti Menjelaskan Mengapa Superkonduksi Begitu Dingin

Peneliti Menjelaskan Mengapa Superkonduksi Begitu Dingin

Ada banyak bahan dalam kondisi tertentu yang dapat menghantarkan listrik tanpa hambatan yang berarti. Fenomena ini dikenal sebagai superkonduksi. Tetapi sebagian besar bahan ini hanya dapat mengalami superkonduktor pada suhu yang sangat rendah.

LIHAT JUGA: SUPERCONDUCTIVITY: APA ITU DAN KENAPA PENTING UNTUK MASA DEPAN KITA

Para peneliti telah mencoba untuk menemukan metode komputasi teoritis untuk mewakili dan memahami aturan ini sejak lama, kebanyakan tidak berhasil - sampai sekarang. Universitas Teknologi Wina telah mengembangkan metode baru yang menjelaskan kompleksitas superkonduksi.

Masalah kompleks terungkap

"Sebenarnya, sangat mengejutkan bahwa superkonduksi hanya terjadi pada suhu yang sangat rendah," kata Profesor Karsten Held dari Institute of Solid State Physics di TU Wien.

"Ketika Anda mempertimbangkan energi yang dilepaskan oleh elektron yang terlibat dalam superkonduksi, Anda sebenarnya mengharapkan superkonduksi menjadi mungkin pada suhu yang jauh lebih tinggi juga."

Untuk memahami superkonduksi, Anda harus mulai dengan menerapkan hukum fisika. "Masalahnya adalah banyak partikel yang terlibat dalam fenomena superkonduksi, semuanya pada waktu yang sama," jelas Held.

"Ini membuat perhitungan menjadi sangat rumit."

Elektron individu dalam suatu material tidak dapat dipandang sebagai individu tetapi dilihat secara keseluruhan. Namun, skala ini membuat idenya begitu kompleks bahkan komputer paling kuat di dunia pun tidak berguna.

"Namun, ada berbagai metode aproksimasi yang dapat membantu kami untuk merepresentasikan korelasi kuantum kompleks antara elektron," kata Held.

Salah satu metode ini adalah "teori medan rata-rata dinamis", sebuah teori yang cocok untuk masalah di mana menghitung korelasi kuantum antara elektron sangat sulit.

Penelitian baru berdasarkan 'diagram Feynman'

Karya baru dari TU Wein mengembangkan perhitungan 'diagram Feynman'. Diagram Feynman adalah metode untuk merepresentasikan interaksi antar partikel.

Diagram memungkinkan semua kemungkinan interaksi partikel direpresentasikan dalam diagram dan karenanya berguna untuk membuat kalkulasi yang sangat tepat. Pemenang hadiah Nobel Richard Feynman menciptakan diagram untuk digunakan dalam mempelajari partikel individu dalam ruang hampa.

Tetapi mereka juga dapat digunakan untuk menganalisis interaksi antar partikel dalam benda padat. Namun, semakin kompleks interaksinya, semakin banyak diagram yang dibutuhkan.

"Dalam metode yang dikembangkan oleh Profesor Toschi dan saya sendiri, kami tidak lagi menggunakan diagram Feynman semata-mata untuk menggambarkan interaksi, tetapi juga menggunakan simpul kompleks yang bergantung pada waktu sebagai komponen," jelas Held.

"Simpul ini sendiri terdiri dari diagram Feynman dalam jumlah tak terhingga, tetapi menggunakan trik cerdas, ia masih dapat digunakan untuk kalkulasi pada superkomputer."

Metode baru ini menciptakan cara bagi para peneliti untuk memperkirakan interaksi kuantum kompleks dari partikel yang akan dihitung.

"Hal yang menarik dalam hal fisika adalah kami dapat menunjukkan bahwa sebenarnya ketergantungan waktu dari puncak yang berarti superkonduksi hanya mungkin terjadi pada suhu rendah."

Melalui kerja keras, Motoharu Kitatani dan Profesor Held mampu mengidentifikasi diagram Feynman ortodoks yang menunjukkan mengapa bahan konvensional hanya menjadi superkonduktor pada -200 ° C dan bukan pada suhu kamar - sehingga memecahkan masalah yang berkepanjangan.

Pekerjaan ini akan memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang bahan superkonduktor dan propertinya. Ini juga bisa mengarah pada penemuan material yang dapat mencapai superkonduksi pada suhu kamar.


Tonton videonya: Air di Dua Samudra Tidak Saling Tercampur, Mengapa? (September 2021).