Berita Magnet 2021: Superkonduktivitas dan Magnetisme
Buckyballsrecall

Berita Magnet 2021: Superkonduktivitas dan Magnetisme

Berita Magnet 2021: Superkonduktivitas dan Magnetisme – Para peneliti merinci rahasia baru tentang bagaimana superkonduktivitas dan magnetisme dapat dikaitkan, mengungkapkan lebih banyak tentang dunia kuantum elektron.

Bahan superkonduktor menunjukkan perilaku yang tidak terduga ketika mengalami medan magnet atau tekanan tinggi – penemuan yang memiliki implikasi untuk mengendalikan elektron dalam bahan khusus tersebut.

Berita Magnet 2021: Superkonduktivitas dan Magnetisme

Menurut dua penelitian, satu dilakukan di Institut Paul Scherrer di Swiss dengan kolaborator di Laboratorium Nasional Los Alamos dan yang kedua di Los Alamos bekerja sama dengan Universitas Sungkyunkwan di Korea Selatan, bahan superkonduktor Cerium-Colbalt-Indium5 mengungkapkan rahasia baru tentang bagaimana superkonduktivitas dan magnet dapat dihubungkan.

Superkonduktivitas dan magnetisme biasanya dilihat sebagai saingan – superkonduktor dan elektron magnet mengatur diri mereka sendiri dengan cara yang sangat berbeda.

Seperti gasing berputar, elektron dalam superkonduktor membentuk pasangan puncak, satu berputar berlawanan arah jarum jam dan satu berputar searah jarum jam.

Bersama-sama, pasangan ini bergerak bebas untuk menghantarkan arus listrik dengan hambatan nol.

Elektron magnetik, sebaliknya, mengunci diri ke dalam susunan kaku yang tidak bergerak.

Dua makalah yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Nature Physics menunjukkan bahwa elektron dalam Cerium-Colbalt-Indium5 bersifat superkonduktor dan magnetik pada saat yang bersamaan.

Dalam percobaan yang dilakukan di Institut Paul Scherrer, para peneliti mengamati bentuk superkonduktivitas yang sama sekali baru, di mana elektron membentuk pasangan dengan gasing berputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam serta pasangan berputar ke arah yang sama.

Bentuk superkonduktivitas baru yang mengejutkan ini muncul hanya ketika elektron bersifat superkonduktor dan magnetis.

Seperti yang ditunjukkan oleh para peneliti ini, susunan elektron magnet yang teratur dapat dimanipulasi dengan memodifikasi arah medan magnet yang diterapkan.

“Perilaku material yang diamati benar-benar tidak terduga dan tentu saja bukan efek magnetis murni” jelas Michel Kenzelmann, kepala tim peneliti PSI.

“Ini adalah indikasi yang jelas bahwa dalam material keadaan superkonduktor baru terjadi bersamaan dengan gelombang kerapatan putaran.”

Temuan ini menunjukkan kemungkinan kontrol langsung dari keadaan kuantum elektron yang terkait dengan superkonduktivitas.

Kemungkinan mengendalikan keadaan kuantum secara langsung mungkin penting untuk kemungkinan komputer kuantum di masa depan.

Studi lain tentang CeCoIn5 juga mengamati perilaku yang tidak terduga.

Ketika sejumlah kecil pengotor dimasukkan ke dalam bahan ini, elektron superkonduktor membentuk tetesan nano dengan tatanan magnetik.

Semakin banyak kotoran yang ditambahkan, tetesan tumbuh dan akhirnya tumpang tindih menyebabkan seluruh bahan menjadi magnetis.

Menerapkan tekanan pada bahan magnetik secara global membalikkan efek penambahan kotoran dan Cerium-Colbalt-Indium5 menjadi superkonduktor lagi.

Menggunakan teknik seperti magnetic resonance imagining (MRI), para peneliti menemukan, bagaimanapun, bahwa nano-tetesan tatanan magnetik tetap ada tetapi disembunyikan oleh superkonduktivitas.

Akibatnya, elektron dalam CeCoIn5 bertindak seperti saus salad minyak-cuka, dengan elektron superkonduktor berperan sebagai minyak dan elektron magnetik berperan sebagai cuka.

Studi superkonduktivitas di Cerium-Colbalt-Indium5 ini telah menunjukkan bahwa elektron lebih mudah beradaptasi daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Mereka dapat membentuk keadaan seperti saus salad, yang mungkin penting untuk memahami sifat bahan yang sampai sekarang masih misterius, dan mereka dapat berpasangan secara bersamaan dalam dua konfigurasi yang berbeda ketika mereka hidup berdampingan dengan tatanan magnetik.

“Superkonduktivitas terus memberikan kejutan baru. Saat rahasianya terungkap, kita belajar lebih banyak tentang dunia kuantum elektron dan dapat mulai membayangkan cara baru menggunakannya untuk teknologi masa depan.”

Berita Magnet 2021: Superkonduktivitas dan Magnetisme

“Superkonduktivitas di Cerium-Colbalt-Indium5, ditemukan hampir satu dekade lalu di Los Alamos, mungkin adalah Batu Rosetta yang banyak dari kita telah mencari” kata Joe Thompson, kolaborator dalam kedua studi tersebut.

Makalah “Pengalihan domain magnetik mengungkapkan superkonduktivitas yang tidak homogen secara spasial” dan “Gangguan dalam superkonduktor kritis kuantum” muncul berturut-turut dalam edisi online lanjutan dari Fisika Alam pada 22 Desember 2013.