Pengkajian numerik terobosan medan magnet luar ke dalam superkonduktor tipe II
RAHMAN, Dr. Pekik Nurwantoro, MS
2004 | Tesis | S2 Ilmu FisikaPenyelesaian numerik dilakukan terhadap persamaan Ginzburg-Landau gayut waktu untuk melihat dinamika terobosan medan magnet luar yang diterapkan kepada bahan superkonduktor tipe II. Pengkajian numerik dilakukan terhadap nilai parameter benahan dan variabel penghubung dari persamaan Ginzburg-Landau gayut waktu, dimana nilai dari kedua variabel tersebut sangat berkaitan erat dengan nilai energi bebas Gibbs dan nilai magnetisasi bahan superkonduktor. Pada keadaan Meissner, nilai masukkan awal untuk kedua variabel tersebut bernilai satu. Dengan penerapan medan magnet luar maka keadaan ini akan berubah dari keadaan superkonduktor penuh ke keadaan campuran (mixed state) dimana nilai parameter benahan berada diantara nol dan satu, yang kemudian dilanjutkan ke keadaan normal yaitu nilai kedua parameter bernilai nol. Hasil yang diperoleh berupa konfigurasi nilai parameter benahan, konfigurasi induksi magnet, energi bebas Gibbs dan magnetisasi bahan. Dari konfigurasi nilai parameter benahan dapat dilihat perubahan terobosan medan magnet luar. Sedangkan dari energi bebas Gibbs yang tersusun atas energi kondensasi, energi kinetik dan energi medan dapat dilihat sokongan dari penyusun energi beas Gibbs. Pada keadaan awal terlihat bahwa dominasi energi kondensasi sebagai penyusun dari energi bebas Gibbs. Variasi ukuran yang digunakan dalam penelitian dipilih 8 × 8 2, 16 × 16 2, 32 × 32 2, dan 64 × 64 2, sedangkan variasi medan magnet luar sebesar 1, 0 Hc, 1, 2 Hc, 1, 4 Hc, 1, 6 Hc, 1, 8 Hc dan 2, 0 Hc. Variasi ukuran superkonduktor berpengaruh pada meningkatnya nilai energi bebas Gibbs sejalan dengan bertambahnya ukuran superkonduktor sedangkan nilai magnetisasi akan berkurang dengan bertambahnya ukuran superkonduktor. Sedangkan pengaruh variasi medan magnet luar adalah dengan bertambahnya medan magnet luar maka waktu untuk mencapai fase transisi (nilai energi bebas Gibbs bernilai nol) akan semakin cepat, sedangkan nilai magnetisasi akan bertambah sejalan dengan bertambahnya medan magnet luar.
The numerical solution of the time-dependent Ginzburg-Landau equations, was done to seek the dynamics of an external magnetic field applied into the type II superconductors. Numerical studied are based on the values of order parameter and link variable, which are close related to the values of Gibbs free energy and magnetization of superconductor specimens. The simulation was started form the Meissner state. In a such state, superconductor specimens expel an external magnetic field resulting the negative values of the magnetization and Gibbs free energy. The values of order parameter and link variable are chosen initially as one. The application of an external magnetic field into a specimen will change the Meissner state to mixed state and eventually to the normal state. The resulting simulations are the form of the configuration of the order parameter, magnetic induction, Gibbs free energy and magnetization in the specimen. From the values of the order parameter configurations, the variations of an external magnetic field penetration into type II superconductor are observed. Meanwhile from the Gibbs free energy, the contribution terms of Gibbs free energy (condensation energy, kinetic energy and field energy) are monitored. In the t < 7 2/D, the Gibbs free energy is contributed dominantly by the condensation energy. The size variations of the superconductor in this research as 8 × 8 2, 16 × 16 2, 32 × 32 2, and 64×64 2, while variations of an external magnetic field are 1, 0 Hc, 1, 2 Hc, 1, 4 Hc, 1, 6 Hc, 1, 8 Hc and 2, 0 Hc. The values of Gibbs free energy are increase as the superconductor sizes are increase. However, the values of magnetizations are decrease as the auperconductor sizes are increase. As an external magnetic field is increased, the rate time to reach the transition phase is faster while the values of magnetization are increase.
Kata Kunci : Superkonduktor Tipe II, Medan Magnet Luar, Numerik, Time-dependent Ginzburg-Landau equation, order parameter, link variable, Gibbs free energy, magnetization