Apa Itu Efek Meissner, dan Bagaimana Terjadinya?

Ilustrasi/sainshack.com

Efek Meissner adalah fenomena dalam fisika, terkait dengan sifat superkonduktor. Superkonduktivitas adalah keadaan di mana suatu bahan mengalami hilangnya resistensi listrik secara total pada suhu di bawah suatu nilai tertentu yang disebut suhu kritis. Efek Meissner terjadi ketika superkonduktor ditempatkan di dalam medan magnet eksternal.

Ketika superkonduktor didinginkan di bawah suhu kritisnya, ia mengalami transisi menjadi keadaan superkonduktif. Ketika medan magnet eksternal diterapkan pada superkonduktor yang berada dalam keadaan superkonduktif ini, maka efek Meissner terjadi. Fenomena ini dapat dijelaskan sebagai penolakan medan magnet dari dalam superkonduktor, menciptakan zona medan magnet yang sangat tipis di luar permukaan superkonduktor.

Pada saat suhu kritis tercapai dan superkonduktor bertransisi ke keadaan superkonduktif, pasangan elektron yang disebut pasangan Cooper terbentuk. Pasangan ini adalah pasangan elektron yang berikatan bersama tanpa adanya tahanan, yang menyebabkan hilangnya resistensi listrik. Ketika medan magnet diterapkan, pasangan Cooper menyusun diri untuk menghindari pengaruh medan magnet eksternal.

Efek Meissner menyebabkan dua fenomena utama. Pertama, superkonduktor mengusir medan magnet dari dalam bahan, menciptakan lapisan tipis tanpa medan magnet yang dikenal sebagai lapisan Meissner. Lapisan ini memiliki ketebalan sangat kecil, dan mengakibatkan pengusiran medan magnet yang efektif dari dalam superkonduktor.

Kedua, ketika medan magnet diterapkan, pasangan Cooper yang ada dalam superkonduktor akan membentuk arus permukaan yang berlawanan arah dengan medan magnet. Arus ini menciptakan medan magnet sendiri yang meniadakan medan magnet eksternal. Akibatnya, medan magnet tidak dapat masuk lebih dalam ke dalam superkonduktor, dan superkonduktor akan "mengusir" medan magnet tersebut.

Efek Meissner adalah salah satu karakteristik utama superkonduktivitas, dan sering digunakan sebagai tanda identifikasi bahwa suatu bahan telah mencapai keadaan superkonduktif pada suhu tertentu. 

Aplikasi praktis efek Meissner dapat ditemukan dalam berbagai teknologi, termasuk pembuatan magnet superkonduktor. Magnet superkonduktor digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti resonator magnetik nuklir (NMR), tomografi resonansi magnetik (MRI), dan maglev (levitasi magnetik) dalam transportasi.

Meskipun efek Meissner sangat menarik dan bermanfaat dalam banyak aplikasi, namun kondisi superkonduktivitas hanya terjadi pada suhu yang sangat rendah, biasanya mendekati suhu absolut nol (-273,15°C atau 0 Kelvin). Karena itu, pengembangan material superkonduktor yang dapat bekerja pada suhu yang lebih tinggi masih menjadi fokus penelitian dan pengembangan di bidang ilmu material dan fisika terapan.

Hmm... ada yang mau menambahkan?