Wednesday, May 4, 2016

Cooper-Pair Density Wave, Deteksi Status Elusif Kuantum Superkonduktor

Penelitian ~ Status yang sulit dipahami materi superkonduktor tembaga ditemukan setelah 50 tahun. Bukti langsung pertama keadaan materi elektronik yang diteorikan tahun 1964.

Sebuah wawasan kunci kerja superkonduktor suhu tinggi dengan prediksi bahwa elektron "Cooper pairs" dalam superkonduktor bisa ada di dua negara membentuk "superfluida" di mana semua partikel dalam keadaan kuantum dan semua bergerak sebagai satu kesatuan membawa arus nol hambatan.

Para ilmuwan melaporkan Cooper pairs berkala yang bervariasi dalam kepadatan melintasi ruang disebut "Cooper pair density wave" yang diteorikan Peter Fulde dan Richard Ferrell tahun 1964 dan sulit dipahami karena tidak ada instrumen apapun yang mampu mengamatinya secara langung.

Séamus Davis, fisikawan Cornell University di Ithaca dan rekan, mengembangkan cara baru menggunakan scanning tunneling microscope (STM) untuk mengamati Cooper pairs secara langsung. Superkonduktivitas pertama kali ditemukan pada logam didinginkan nol mutlak yaitu -273,15 derajat Celsius.

Tapi baru-baru ini material disebut cuprates yaitu oksida tembaga dicampur atom lain sebagai superconduct pada suhu 148 derajat di atas nol mutlak yaitu -125 Celsius. Dalam superkonduktor, elektron bergabung dengan magnet netral sehingga tidak berinteraksi dengan atom dan dapat bergerak tanpa perlawanan.

Davis dan tim mempelajari cuprate dengan gabungan bismuth, strontium dan kalsium (Bi2Sr2CaCu2O8) menggunakan STM super sensitif yang memindai permukaan dengan resolusi sub-nanometer pada sampel yang didinginkan ke dalam beberapa derajat di atas nol mutlak.

Pada suhu ini Cooper pairs melompat pada jarak pendek dari satu superkonduktor atau fenomena yang dikenal Josephson tunneling. Para peneliti mengambil serpihan material cuprate. Cooper pairs kemudian masuk terowongan antar permukaan superkonduktor dan ujung superkonduktor lainnya.

Referensi : M. H. Hamidian et al. Detection of a Cooper-Pair Density Wave in Bi2Sr2CaCu2O8+x, arXiv, last revised 21 Jan 2016, arXiv:1511.08124
Tinuku
Bagikan :

No comments:

Post a Comment