Di Balik Superkonduktivitas pada Suhu Kamar – Hindustan Times

Ini adalah cawan suci ilmiah. Superkonduktivitas, sifat misterius yang memungkinkan beberapa elemen menghantarkan listrik tanpa hambatan, sebagian besar tetap terbatas pada laboratorium karena biasanya terjadi pada suhu yang sangat rendah. Selama lebih dari satu abad, para ilmuwan telah mencoba menemukan superkonduktor suhu ruangan. Ini akan memiliki aplikasi praktis yang revolusioner, termasuk sangat mengurangi transmisi energi listrik.

Sebuah makalah yang diterbitkan di Nature minggu ini oleh para ilmuwan dari University of Rochester, yang mengklaim telah menciptakan zat yang mencapai tujuan ini, telah ditanggapi dengan skeptis. Ini karena pekerjaan tim sebelumnya kontroversial. Pada tahun 2020, ia menggambarkan bahan lain yang katanya memiliki sifat superkonduktor pada suhu kamar, tetapi Nature mencabut penelitian tersebut tahun lalu setelah ilmuwan lain mempertanyakan temuan tersebut.

Bagaimana cara kerja superkonduktivitas?

Ini adalah properti yang ditemukan pada tahun 1911 oleh fisikawan Belanda Heike Kamerling-Onnes, yang memenangkan Hadiah Nobel dua tahun kemudian untuk produksi helium cair. Dengan menyelidiki sifat materi pada suhu yang lebih rendah ini, Onnes menemukan bahwa merkuri tidak memiliki hambatan listrik pada suhu 4,12 derajat K (derajat Kelvin) (sekitar -269 derajat Celcius).

Selama bertahun-tahun, karena suhu yang semakin rendah dihasilkan di laboratorium, lebih banyak logam, seperti timbal (pada 7,22°C) dan timah (pada 3,73°C), ditemukan bersifat superkonduktor. Temperatur ini terbatas pada laboratorium, jadi memanfaatkan properti ini pada temperatur yang dapat diatur telah menjadi pencarian sejak saat itu.

Manfaat yang paling jelas adalah transmisi listrik lossless, secara teori. “Jika superkonduktivitas suhu ruangan benar-benar tercapai, itu akan merevolusi banyak hal. Misalnya, jika seseorang dapat membuat kabel dari superkonduktor, transmisi energi listrik akan menjadi lebih efisien secara eksponensial, karena kehilangan transmisi akan berkurang.” jangkauan, kata Pratap Raichaudhuri, profesor fisika senior di Tata Institute for Fundamental Research.

Di antara aplikasi lainnya, Raychaudhuri mengatakan penggunaan superkonduktor dalam chip dapat memberikan efisiensi yang lebih besar pada komputer yang digunakan oleh perusahaan data, yang saat ini menghasilkan panas dalam jumlah besar.

Pada tingkat suhu rendah di mana superkonduktivitas dimungkinkan, aplikasi praktis mengeksploitasi properti magnetik yang disebut efek Meissner. Superkonduktor dapat dibuat untuk menolak fluks magnet, sesuatu yang digunakan dalam mesin MRI dan kereta MagLev (kependekan dari levitasi magnetik), di Cina.

Klaim dan penarikan

Dalam makalah yang pada akhirnya akan ditarik kembali, para peneliti menggunakan polihidrida yang mereka sebut karbonat sulfur hidrida, atau CSH, yang terbuat dari tiga unsur ini.

“Ketika ditekan ke tekanan yang cukup, menggunakan landasan berlian, menggunakan metodologi yang tidak memerlukan suhu sangat dingin, bahan ini mencapai superkonduktivitas. CSH sendiri berasal dari Keberatan terhadap temuan ini datang pada bulan-bulan berikutnya.”Saya pikir apa yang menyebabkan pencabutan adalah masalah yang kami dan Dirk van der Marel angkat tentang manipulasi data dan fabrikasi untuk sensitivitas magnetik, “kata George E. Hirsch dari University of California, San Diego. Kedua ilmuwan mengangkat masalah mereka di International Journal of Modern Physics B tahun lalu.

Hirsch mengatakan dia tidak menganalisis data di koran baru. “Berdasarkan pengalaman saya sebelumnya dengan para penulis ini dan pemahaman saya tentang superkonduktivitas, saya tidak percaya klaim terbaru ini benar,” katanya melalui email.

Sementara itu, Dias mengatakan dia masih tidak setuju untuk mundur. “Universitas Rochester melakukan penyelidikan sendiri dan memastikan kualitas pekerjaan kami,” katanya.

Klaim baru

Dalam makalah terbaru mereka di Nature, para peneliti menggambarkan senyawa yang disebut lutetium hydride (NDLH) kaya nitrogen. Mereka mengatakan itu menunjukkan superkonduktivitas pada sekitar 21 derajat Celcius dan tekanan 10 kilobar.

Kilobar kira-kira 986 atmosfer atau atm.

Meskipun tekanan ini mungkin tampak tinggi, perhatikan bahwa hal itu dapat dicapai. “Teknik rekayasa stres yang secara rutin digunakan dalam pembuatan chip, misalnya, melibatkan bahan yang disatukan oleh tekanan kimia internal yang bahkan lebih tinggi,” kata University of Rochester dalam sebuah pernyataan.

Dalam tanggapan emailnya, Dias mengatakan tim tersebut menyebut substansi itu “materi merah”. “Materi redd adalah senyawa elemen ionik – dan sekali lagi, dengan menggunakan metodologi kami, kami dapat menekannya dengan tekanan yang cukup sehingga ia dapat mencapai superkonduktivitas. Reddmatter melibatkan penggunaan senyawa yang tidak dapat dibuat oleh alam itu sendiri.”

“Dalam kedua kasus tersebut, kami dapat mendeteksi superkonduktivitas menggunakan metodologi yang diterima oleh komunitas fisika sebagai kunci pengujian,” tambahnya.

Apakah itu nyata?

Di tengah kekhawatiran dari pengalaman masa lalu, ada juga optimisme hati-hati dalam komunitas ilmiah.

David Siberly, seorang fisikawan di University of Illinois di Urbana-Champaign, ikut menulis artikel pendamping dalam edisi yang sama di Nature, mengakui harapan yang muncul tetapi juga keraguan yang masih ada.

Kata siberly menanggapi email tersebut.

“Tetapi pada akhirnya, masyarakat harus memberi mereka kelonggaran dan kepercayaan pada apa yang mereka katakan setidaknya sejauh kami menganggap senyawa itu menarik untuk diselidiki. Penemuan ini akan sangat signifikan sehingga kami perlu mengambil risiko. Namun, itu sangat penting bahwa laboratorium lain memperbanyaknya.” temuan mereka.

Raychaudhuri dari TIFR juga menekankan pentingnya laboratorium lain mereproduksi hasilnya. “Mereka memiliki catatan yang sangat kontroversial, jadi sangat sulit untuk membuat keputusan dengan satu atau lain cara. Sekilas, jika Anda melihat datanya, dan cara mereka menyajikannya, mereka tampaknya memiliki argumen yang cukup kuat,” dia berkata.

Dia mencatat bahwa makalah baru menyajikan data tentang sifat magnetik, yang merupakan kriteria yang diterima untuk membangun superkonduktivitas, mengingat sulitnya mengukur resistansi nol dengan instrumen. Dia menunjukkan bahwa makalah sebelumnya juga memiliki data seperti itu, tetapi kemudian ditemukan bahwa mereka “menggunakan metode pemrosesan data yang tidak dapat diterima secara ilmiah.”