Bagaimana cara kerja superkonduktor?

Untuk memahami cara kerja superkonduktor, mungkin bermanfaat untuk memeriksa cara kerja konduktor reguler terlebih dahulu.Bahan -bahan tertentu seperti air dan logam memungkinkan elektron mengalir dengan cukup mudah, seperti air melalui selang taman.Bahan-bahan lain, seperti kayu dan plastik tidak memungkinkan elektron mengalir, sehingga dianggap tidak konduktor.Mencoba menjalankan listrik melalui mereka akan seperti mencoba menjalankan air melalui batu bata.

Bahkan di antara bahan yang dianggap konduktif, mungkin ada perbedaan besar dalam seberapa banyak listrik yang dapat benar -benar melewati.Dalam istilah listrik, ini disebut resistensi.Hampir semua konduktor listrik normal memiliki resistensi karena mereka memiliki atom sendiri, yang memblokir atau menyerap elektron saat mereka melewati kawat, air atau bahan lainnya.Sedikit resistensi mungkin berguna untuk menjaga aliran listrik tetap terkendali, tetapi juga bisa tidak efisien dan boros.

Superkonduktor mengambil gagasan resistensi dan memutarnya di kepalanya.Superkonduktor umumnya terdiri dari bahan sintetis atau logam seperti timbal atau niobiumtitanium yang sudah memiliki jumlah atom rendah.Ketika bahan-bahan ini dibekukan hingga nol yang hampir absolut, atom apa yang mereka lakukan pada hal yang dekat.Tanpa semua aktivitas atom ini, listrik dapat mengalir melalui material dengan praktis tanpa resistensi.Dalam istilah praktis, prosesor komputer atau jalur kereta listrik yang dilengkapi dengan superkonduktor akan menggunakan listrik yang sangat sedikit untuk melakukan fungsinya.

Masalah yang paling jelas dengan superkonduktor adalah suhunya.Ada beberapa cara praktis untuk supercool persediaan besar bahan superkonduktif ke titik transisi yang diperlukan.Setelah superkonduktor mulai melakukan pemanasan, energi atom asli dipulihkan dan bahan menciptakan resistensi lagi.Trik untuk menciptakan superkonduktor praktis terletak pada menemukan bahan yang menjadi superkonduktif pada suhu kamar.Sejauh ini, para peneliti belum menemukan logam atau bahan gabungan yang kehilangan semua ketahanan listriknya pada suhu tinggi.

Untuk menggambarkan masalah ini, bayangkan kawat tembaga standar sebagai sungai air.Sekelompok elektron berada di kapal yang mencoba tiba di tujuan mereka di hulu.Kekuatan air yang mengalir ke hilir menciptakan perlawanan, yang membuat perahu harus bekerja lebih keras untuk melewati seluruh sungai.Pada saat kapal mencapai tujuannya, banyak penumpang elektron terlalu lemah untuk dilanjutkan.Inilah yang terjadi dengan konduktor reguler - resistensi alami menyebabkan hilangnya kekuatan.

Sekarang bayangkan jika sungai benar -benar beku, dan elektron berada di kereta luncur.Karena tidak akan ada air yang mengalir ke hilir, tidak akan ada perlawanan.Kereta luncur hanya akan melewati es dan menyimpan hampir semua penumpang elektron dengan aman di hulu.Elektron tidak berubah, tetapi sungai diubah oleh suhu untuk tidak melakukan resistensi.Menemukan cara untuk membekukan sungai pada suhu normal adalah tujuan akhir dari penelitian superkonduktor.