Aplikasi Superkonduktor pada Magnetic Resonance Imaging/MRI

Pada tahun 2003 tiga orang ilmuwan diberi Nobel Fisika yakni Alexei abrikosov, Anthony legget dan Vitally Ginzburg, akibat temuan mereka mengenai perkembangan teori superkonduktor. Mereka menemukan aplikasi superkonduktor, yakni sebuah alat pencitra/pendiagnosa yang disebut Magnetic Resonance Imaging / MRI.

Super konduktor adalah suatu sifat pada bahan yang tidak memiliki hambatan pada suhu di bawah titik tertentu. Sebenarnya suatu bahan dapat berupa konduktor, semikonduktor ataupun insulator, tergantung suhu yang mengenai bahan tersebut. Selain itu dia akan menjadi superkonduktor pada temperatur dibawah suhu kritis.

Telah diketahui bahwa suatu hambatan pada logam akan menurun secara bertahap jika suhu diturunkan secara bertahap pula. Berdasarkan pengetahuan tersebut, banyak ilmuwan yang melakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat tersebut. Hingga pada suatu waktu seorang ilmuwan dari Belanda bernama Heike Kamerlingh Onnes, menemukan superkonduktor suatu bahan. Onnes berhasil mencairkan helium hinggak 4 K atau – 2690c. Kemudian ia mempelajari sifat-sifat kelistrikannya. Para ilmuwan lain memperkirakan bahwa elektron yang mengalir pada konduktor akan berhenti mengalir pada suhu 0 mutlak, namun Onnes telah membuktikan pada suhu tersebut hambatan menghilang.

Superkonduktor dapat dijelaskan dengan menggunakan teori BCS (Berdeen, Cooper, dan Schriffer). Ketiga ilmuwan tersebut menjelaskan gejala superkonduktifitas dengan pasangan elektron, yang sering disebut dengan pasangan cooper. Pasangan elektron dibentuk oleh pasangan ion-ion positif dalam logam, yang mengakibatkan arus listrik akan bergerak lebih merata sehingga terjadilah superkonduktivitas. Gejala ini menolak medan magnet dari luar selama medan magnet luar tidak terlalu tinggi(efek Meissener). Bila medan magnet luar melebihi batas kritis, maka superknduktivitas menghilang. Ini adalah superkonduktor tipe I, untuk tipe II tidak menunjukkan efek Meissener.

MRI yang ditemukan ketiga ilmuwan tersebut, mempunyai pencitraan dengan resolusi sangat tinggi, melebihi CT SCAN, yang keduanya dapat digunakan sebagai pendiagnose otak manusia. Sistem MRI terdiri dari magnet(komponen alat utama), komputer, peralatan pemancar gelombang radio, dan komponen skunder lainnya. Magnet yang digunakan sebesar 0.5-2 Tesla.(1 T = 10000 Gauss). Gradiennya 18 dan 27 militesla. Medan magnet utama dimasukkan dalam pasien dalam keadaan stabil dan dengan medan magnet berkekuatan besar, gradiennya membuat magnet utama berubah-ubah. Pasien harus berada pada pusat medan magnet secara tepat. Bersamaan dengan denyut-denyut energi gelombang radio, pindaian dapat menemukan titik sangat kecil dalam tubuh.

Seperti yang diketahui, kandungan air dalam tubuh manusia mencapai 2/3 bobot manusia. Di mana terdapat perbedaan kandungan air pada organ-organ manusia. Proses patologi tersebut di atas akan mencerminkan perubahan kandungan air ini dengan gambar MRI. Di man a air adalah milekul yang tersusun dari atom-atom hidrogen dan oksigen. Inti-inti atom H berperan sebagai jarum mikroskopis. Ketika medan magnet kuat mengenai tubuh, inti-inti atom H memiliki arah teratur. Bila diberi denyut gelombang radio yang spesifik untuk atom H, maka kandungan energi inti-inti atom akan berubah. Kemudian gema terjadi ketika inti-inti atom tersebut kembali pada keadaan semula. Di sinilah dapat diketahui konsep-konsep fisika statistik, mengenai distribusi partikel dalam atom.

Perbedaan osilasi kecil inti-inti atom H terdeteksi dengan komputer dan membentuk gambar 3D yang mencerminkan struktur kimia jaringan, termasuk kandungan air dan pergerakan molekul-molekul air. Hasil tersebut menggambarkan lebih rinci mengenai jaringan-jaringan dan organ-organ manusia.

Diambil Dari : http://www.Google.com/superkonduktor~Nobel fisika 2003 teori superkonduktivitas dan superfluiditas.