Fluktuasi Charge: Sebuah Properti Baru dalam Superkonduktor

Superkonduktivitas memungkinkan kita untuk mencegah terjadinya disipasi daya ketika energi  dari pembangkit listrik dialirkan ke rumah kita. Namun, untuk melakukan ini, saluran sebagai media transfer energi harus didinginkan pada suhu yang sangat rendah (titik kritis) sehingga membuat penggunaan superkonduktor belum mampu diproduksi skala besar. Oleh karena itu, di laboratorium di seluruh dunia, para peneliti mencari bahan superkonduktif baru yang berfungsi pada suhu yang relatif lebih tinggi dari suhu sebelumnya.

Harapan besar bertumpu pada apa yang disebut dengan cuprates, senyawa tembaga-oksigen yang disebut juga superkonduktor suhu tinggi, di mana komunitas ilmiah memfokuskan upayanya. Eksperimen yang dilakukan di ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) di Grenoble, dikoordinasikan dengan Departemen Fisika di Politecnico di Milano, dengan para peneliti dari Spin Institute dari National Research Council, Sapienza Università di Roma dan Chalmers University of Technology di Gothenburg, telah mengungkapkan properti baru dari bahan-bahan ini: dimana kehadirannya meliputi berbagai gelombang dengan kerapatan muatan yang disebut fluktuasi kerapatan muatan dinamis (dynamical charge density fluctuations).

Baca juga berita: Pengukuran Suhu Sel Tunggal Menggunakan Nano-Thermometer

Studi ini telah dipublikasikan di Science. Fluktuasi ini tampaknya tidak mengganggu superkonduktivitas; sebaliknya, fluktiasi dinamik ini mempengaruhi hambatan listrik dalam apa yang disebut 'normal state', yaitu suhu di atas suhu kritis superkonduktor. Dengan mengetahui tentang adanya fluktuasi muatan ini tidak memecahkan misteri utama mengenai superkonduktivitas. Namun hal itu memungkinkan kita untuk menjelaskan perilaku aneh lain dari cuprates dengan fakta bahwa mereka memiliki hambatan listrik yang berbeda dengan logam konvensional. Lebih jauh lagi, "bahan" baru ini dapat membuktikan dalam menjelaskan karakteristik superkonduktivitas, tidak peduli bagaimana hipotesis ini diverifikasi di masa depan.

Pada tahun 2012 ditemukan bahwa, dalam banyak kasus, superkonduktivitas cuprates diimbangi oleh beban kerapatan gelombang, yang sebagian menghambat transmisi tanpa hambatan elektron dari dalam cuprates. Meningkatkan pengetahuan kita tentang bahan khusus ini sangat penting untuk dapat menghasilkan superkonduktor yang berfungsi pada suhu sekitar atau suhu kamar, yang sekarang menjadi tantangan teknologi ilmiah.

Percobaan yang memungkinkan pengamatan ini dilakukan di ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) menggunakan teknologi RIXS, yang menganalisis arah difusi sinar-X yang lebih mudah diketahui karakteristik suatu material  melalui analisis X-Ray tersebut.

Sumber: https://phys.org/news/2019-09-fluctuations-property-superconductors.html