Koleksi

Kulkas yang Begitu Dingin Mengubah Atom Menjadi Status Kuantumnya

Kulkas yang Begitu Dingin Mengubah Atom Menjadi Status Kuantumnya

Profesor Fisika di Universitas Rochester, Andrew Jordan dan timnya telah menyusun lemari es yang dapat mendinginkan atom hingga di bawah 459 derajat Fahrenheit. Itu dingin, sangat dingin.

Jika bukan untuk penyimpanan makanan, untuk apa lemari es bisa digunakan?

Kulkas khusus ini, berdasarkan sifat superkonduktivitas, akan memfasilitasi dan meningkatkan kinerja sensor atau sirkuit kuantum untuk komputer kuantum ultra cepat.

Mari kita uraikan dulu.

Apa itu superkonduktivitas, dan untuk apa kegunaannya?

Konduktivitas adalah seberapa baik suatu material menghantarkan listrik. Bahan konduktivitas tinggi adalah bahan yang memungkinkan arus listrik mengalir melaluinya; misalnya logam. Bahkan konduktor yang baik, seperti logam, masih menemui hambatan karena gesekan.

Superkonduktor, di sisi lain, adalah ketika material menghantarkan listrik tanpa menghadapi hambatan apa pun, sehingga tanpa kehilangan energi.

Para peneliti percaya semua logam menjadi superkonduktor jika suhunya dapat diturunkan dengan cukup. Bagian yang sulit adalah mengetahui 'suhu kritis' yang tepat untuk setiap logam, karena semuanya berbeda.

"Ketika Anda mencapai suhu ajaib ini -dan itu bukan hal yang bertahap, itu adalah hal yang tiba-tiba - tiba-tiba resistensi turun seperti batu ke nol dan ada transisi fase yang terjadi," kata Jordan. "Kulkas superkonduktor praktis, sejauh yang saya tahu, belum dibuat sama sekali."

Apa perbedaan antara lemari es kuantum superkonduktor dan yang ada di dapur kita?

Kulkas kuantum superkonduktor menggunakan prinsip superkonduktivitas untuk menciptakan lingkungan yang sangat dingin. Lingkungan dingin ini kemudian digunakan untuk menghasilkan efek kuantum yang diinginkan dan diperlukan untuk meningkatkan teknologi kuantum.

Berbeda dengan lemari es dapur kita, lemari es kuantum superkonduktor ini akan menciptakan lingkungan di mana peneliti dapat mengubah bahan menjadi keadaan superkonduktif - misalnya mengubah bahan menjadi gas atau cairan.

Sementara lemari es kuantum superkonduktor tidak akan digunakan di dapur seseorang, prinsip operasinya sangat mirip dengan lemari es tradisional, kata Jordan.

"Apa kesamaan lemari es dapur Anda dengan lemari es superkonduktor kami adalah bahwa lemari es tersebut menggunakan transisi fase untuk mendapatkan daya pendinginan."

Mirip dengan lemari es kuantum superkonduktor, lemari es konvensional beroperasi dengan menghilangkan panas, bukan dengan membuat isinya menjadi dingin. Ini memindahkan fluida - zat pendingin - antara reservoir panas dan dingin, mengubahnya dari cairan menjadi gas.

Perbedaan utama antara kedua lemari es adalah bahwa, zat pendingin lemari es superkonduktor tidak berubah dari keadaan cair menjadi gas, elektronnya berubah dari keadaan superkonduktor berpasangan ke keadaan normal tidak berpasangan.

Jika tidak menyimpan susu dan sayuran, apa yang akan peneliti tempatkan di dalam lemari es superkonduktor?

Alih-alih penyimpanan makanan, kulkas kuantum superkonduktor dapat digunakan untuk menyimpan qubit, unit dasar komputer kuantum. Mereka juga dapat digunakan untuk mendinginkan sensor kuantum yang mengukur cahaya dengan sangat efisien dan digunakan untuk mempelajari bintang dan galaksi lain, dan juga dapat digunakan untuk mengembangkan pencitraan yang lebih baik di mesin MRI.

"Sungguh menakjubkan memikirkan cara kerjanya. Semuanya pada dasarnya mengambil energi dan mengubahnya menjadi panas transformatif," kata Jordan.

Bukan apa yang biasa disimpan Jack dan Jill di lemari es mereka, tapi berpotensi sangat berguna untuk kemajuan ilmu pengetahuan.


Tonton videonya: cara memperbaiki kulkas 2 pintu yg bawah tidak dingin (Oktober 2021).