Sejarah Penemuan Superkonduktor
Penemuan pertama bahan superkonduktor tercatat pada tahun 1911, diselidiki oleh fisikawan Belanda, Heike Kamerlingh Onnes dari Universitas Leiden. Pada tanggal 10 Juli 1908, Onnes sukses dalam menjadikan helium cair dengan mendinginkannya hingga mencapai suhu 4 K atau -269ºC. Pada tahun 1911, Onnes memulai penelitian terhadap sifat-sifat listrik logam pada suhu yang sangat rendah. Saat itu diketahui bahwa resistensi dari logam akan turun ketika didinginkan di bawah suhu ruang, namun belum ada pemahaman tentang batas resistensi yang dapat dicapai saat suhu logam mendekati 0 K atau nol mutlak.
Beberapa ilmuwan, termasuk William Kelvin, meramalkan bahwa elektron yang mengalir dalam konduktor akan berhenti saat suhu mencapai nol mutlak. Sementara ilmuwan lain, termasuk Onnes, memperkirakan bahwa resistensi akan lenyap pada suhu nol mutlak. Untuk mengungkap kebenaran, Onnes mengalirkan arus melalui kawat merkuri yang sangat murni sambil menurunkan suhunya dan mengukur resistansinya. Pada suhu 4,2 K, Onnes mengamati resistansi secara tiba-tiba hilang, namun arus tetap mengalir terus melalui kawat merkuri.
Ketika tidak ada resistansi, arus dapat mengalir tanpa kehilangan energi sedikitpun. Onnes mengalirkan arus melalui kumparan superkonduktor dalam rangkaian tertutup, lalu mencabut sumber arusnya. Setahun setelahnya, Onnes mengecek arusnya dan menemukan bahwa arus masih mengalir. Inilah yang kemudian diberi nama oleh Onnes sebagai superkonduktivitas. Pada tahun 1913, penemuannya ini memperoleh penghargaan Nobel Fisika.
Pada tahun 1933, fisikawan Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa bahan superkonduktor menolak medan magnet. Sudah dikenal bahwa jika konduktor bergerak dalam medan magnet, arus induksi akan muncul di dalamnya. Namun, arus dalam bahan superkonduktor menghasilkan medan magnet yang tepat berlawanan, sehingga bahan superkonduktor tidak dapat ditembus oleh medan magnet.
Tren ini dikenal sebagai diamagnetisme dan peristiwa ini lebih lanjut disebut sebagai Efek Meissner. Pada tahun 1957, tiga ilmuwan fisika, yakni Barden, Cooper, dan Schrieffer, mengusulkan suatu teori tentang superkonduktivitas. Teori ini menyatakan bahwa elektron-elektron dalam materi superkonduktor selalu membentuk pasangan dan secara kolektif mengadopsi keadaan kuantum yang seragam. Pasangan elektron ini dikenal sebagai pasangan Cooper. Konsepsi ini dikenal sebagai Teori BCS. Ketiganya dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1972.
Pada tahun 1986, dua fisikawan dari Swiss, Alex Müller dan George Bednorz, melakukan eksperimen di Laboratorium Riset IBM di Rüschlikon. Mereka berhasil mengembangkan sebuah senyawa keramik yang terdiri dari lanthanum, barium, tembaga, dan oksigen yang menunjukkan sifat superkonduktivitas pada suhu tertinggi 30 K. Penemuan ini menarik perhatian karena biasanya keramik dianggap sebagai isolator dan pada suhu kamar tidak dapat menghantarkan listrik sama sekali. Tahun berikutnya, keduanya dianugerahi Hadiah Nobel.
Pada bulan Februari 1987, ditemukan suatu senyawa keramik yang menunjukkan sifat superkonduktivitas pada suhu 90 K. Hal ini memungkinkan penggunaan nitrogen cair sebagai pendingin. Karena suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan material superkonduktor sebelumnya, senyawa-senyawa ini dikenal sebagai superkonduktor suhu tinggi. Saat ini, suhu tertinggi yang dapat dicapai oleh superkonduktor adalah 138 K, yang terdapat pada material Hg0.8Ti1.2Ba2Ca2Cu3O8.33
Sitasi Artikel
Thinks Physics. 2023.Sejarah Penemuan Superkonduktor yang Mudah Dipahami. Halaman Webiste (Copy halaman web). Diakses pada tanggal (tanggal akses anda)