Komentar |
| ilustrasi |
Jakarta – Ilmuwan baru-baru ini berhasil menciptakan mikroskop tercepat di dunia yang mampu menangkap gerakan elektron.
Alat ini merupakan versi terbaru dari mikroskop elektron transmisi, yang dapat merekam gambar elektron dalam hitungan sepersejuta detik melalui penembakan gelombang elektron.
Ini adalah pencapaian luar biasa mengingat elektron bergerak dengan kecepatan sekitar 2.000 kilometer per detik, yang membuatnya mampu mengelilingi Bumi dalam waktu hanya 18,4 detik.
Para peneliti berharap dengan menggunakan mikroskop ini pada partikel-partikel kecil, mereka bisa menemukan pengetahuan baru tentang bagaimana partikel-partikel tersebut bergerak. Temuan ini telah dipublikasikan dalam jurnal *Science Advances* pada 21 Agustus.
"Mikroskop elektron transmisi ini seperti kamera super canggih di ponsel pintar terbaru; alat ini memungkinkan kita untuk melihat hal-hal yang sebelumnya tak terlihat, seperti elektron," ujar Mohammed Hassan, penulis utama sekaligus profesor fisika dan ilmu optik di University of Arizona, seperti dikutip dari Live Science pada Selasa (27/8).
"Dengan mikroskop ini, kami berharap komunitas ilmiah bisa memahami fisika kuantum di balik perilaku elektron dan bagaimana mereka bergerak," tambahnya.
Bagaimana elektron mengatur dan mengubah posisinya di dalam atom dan molekul merupakan pertanyaan penting dalam fisika dan kimia, namun sifat cepat partikel-partikel kecil ini membuatnya sulit untuk dipelajari.
Untuk menciptakan eksposur yang cukup cepat untuk menangkap gerakan elektron, para ilmuwan mengembangkan metode untuk menghasilkan gelombang kecil attosecond (1X10^-18 detik) pada awal tahun 2000-an.
Kemajuan ini berhasil mengantar para ilmuwan meraih Hadiah Nobel Fisika 2023.
Dengan mengurangi waktu eksposur mikroskop hingga skala beberapa attosecond (satu attosecond setara dengan satu detik dalam usia alam semesta), para fisikawan berhasil mengungkap cara elektron membawa muatan, berperilaku di dalam semikonduktor dan air, serta bagaimana ikatan kimia antara atom dapat terputus.
Namun, skala beberapa attosecond masih terlalu besar untuk menangkap gerakan elektron secara detail. Untuk mencapainya, para fisikawan dalam penelitian ini mengubah pengaturan mikroskop hingga mampu menghasilkan pulsa hanya dalam waktu satu attosecond.
Gelombang ini mengenai "sampel" yang sedang dipelajari, dan ketika elektron melewatinya, mereka melambat dan mengubah bentuk gelombang berkas elektron.
Berkas yang melambat tersebut kemudian diperbesar oleh lensa dan diarahkan ke bahan berpendar yang memancarkan cahaya saat terkena sinar.
Dengan menggabungkan pulsa elektron dengan dua pulsa cahaya yang disinkronkan dengan cermat (untuk merangsang elektron dalam material agar bergerak dan membantu dalam penciptaan pulsa elektron), mereka bisa mengamati pergerakan elektron yang sangat cepat di dalam atom.
"Kami mampu mencapai resolusi waktu yang sangat tinggi dengan mikroskop elektron transmisi ini, dan kami menamainya 'attomicroscopy,'" kata Hassan.
"Untuk pertama kalinya, kita bisa melihat gerakan detail elektron," tutupnya. (des)