Kuantisasi Fluks dalam Lingkaran Superkonduktor (SQUID)

Memahami Kuantisasi Fluks dalam Loop Superkonduktor (SQUID)

Kuantisasi fluks dalam loop superkonduktor merupakan fenomena menarik yang muncul dari sifat mekanika kuantum superkonduktor. Hal ini sangat penting dalam perangkat yang disebut Perangkat Interferensi Kuantum Superkonduktor (SQUID), yang merupakan magnetometer yang sangat sensitif.

Konsep

Inti dari kuantisasi fluks adalah kuantisasi fluks magnetik. Dalam loop superkonduktor, total fluks magnetik (Φ) yang melewati loop dikuantisasi dalam kelipatan bilangan bulat dari kuantum fluks magnetik (Φ₀).

Rumus

Rumus untuk menghitung kuantisasi fluks adalah sebagai berikut:

( { magneticFlux }) => Math.round(magneticFlux / magneticFluxQuantum)

Di mana:

• magneticFlux (Φ) - Fluks magnetik melalui loop superkonduktor, diukur dalam Weber (Wb).
• magneticFluxQuantum (Φ₀) - Kuantum fluks magnetik, konstanta fundamental yang kira-kira sama dengan 2,067833848 x 10^-15 Wb.

Contoh Perhitungan

Misalkan Anda memiliki fluks magnetik sebesar 4,1357 x 10^-15 Wb. Menggunakan rumus kami:

magneticFluxQuantum = 2.067833848 * Math.pow(10, -15)

magneticFlux = 4.1357 * Math.pow(10, -15)

n = Math.round(magneticFlux / magneticFluxQuantum)

Mengganti nilai-nilai:

n = Math.round(4.1357 * Math.pow(10, -15) / 2.067833848 * Math.pow(10, -15))

Oleh karena itu:

n = 2

Jadi, fluks magnetik terkuantisasi menjadi 2 kuanta fluks.

Aplikasi SQUID memanfaatkan kuantisasi fluks untuk mengukur medan magnet yang sangat kecil. Mereka menemukan aplikasi dalam berbagai bidang termasuk:

• Pencitraan Medis: Menggunakan teknik seperti Magnetoencephalography (MEG) untuk memetakan aktivitas otak.
• Geofisika: Mendeteksi perubahan kecil dalam medan magnet Bumi.
• Ilmu Material: Mempelajari material superkonduktor dan sifat-sifatnya.

FAQ

T: Apa pentingnya kuantisasi fluks?

J: Kuantisasi fluks sangat penting untuk pengoperasian SQUID, yang memungkinkannya mendeteksi medan magnet dengan presisi yang sangat tinggi.

T: Seberapa kecil medan magnet yang dapat diukur oleh SQUID?

J: SQUID dapat mengukur medan magnet sekecil 5 x 10^-18 T, yang memang sangat kecil.

T: Apakah ada Adakah tantangan praktis dalam penggunaan SQUID?

A: Ya, SQUID perlu beroperasi pada suhu yang sangat rendah, mendekati nol mutlak, yang memerlukan sistem kriogenik yang canggih.