Bentuk Elektron Ternyata Mendekati Bola Sempurna

Mengukur Elektron, mahasiswa Pasca Sarjana Joe Smallman  menyesuaikan laser yang digunakan oleh para peneliti di Imperial College London untuk mengukur bentuk elektron. -Jony Hudson-

Elektron yang sangat kecil telah diteliti  secara fisiknya dengan cermat, dan para ilmuwan melaporkan bahwa hampir mendekati bola sempurna. Para peneliti di Imperial College London telah menetapkan elektron hanya 0,000000000000000000000000001 sentimeter menyimpang dari yang bulat sempurna. Dengan kata lain, jika seandainya elektron  diperbesar dengan ukuran tata surya, akan menyimpang dari kebulatan sempurna yang besarnya setara dengan rambut manusia.

Ada 26 nol setelah koma. Anda tidak perlu menyipitkan mata untuk menghitungnya.  Kabar baiknya adalah ini menunjukkan teori-teori dari elektrodinamika kuantum tidak sepenuhnya menyimpang. Kabar buruknya adalah bahwa para ilmuwan masih belum tahu mengapa semuanya itu  ada.
Presisi yang mengesankan dari hasil percobaan yang  sudah berlangsung selama lebih dari satu dekade, menggunakan molekul ytterbium fluoride. Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature Scientists di Pusat Imperial  Materi Dingin dengan menggunakan laser khusus dan mengamati gerak elektron molekul. Jika elektron tidak bulat sempurna, getaran  mereka akan mendistorsi bentuk keseluruhan molekul.

“Jika elektron tidak bulat, maka bila ditempatkan dalam medan listrik, itu akan membuat  gerakan berpilin, seperti berputar ke atas,” kata peneliti Jony Hudson, seorang fisikawan di Imperial College London, melalui email. “Kami tidak melihat adanya bukti gerakan berpilin.”

Para ilmuwan ingin mengetahui apakah elektron itu bulat karena itu memberitahu kita tentang diterimanya teori elektrodinamika kuantum, jelas  Hudson.

Jika elektron berbentuk oval, bukan bulat, ini akan mengusulkan perbedaan utama antara normal, elektron sehari-hari (everyday electrons) dan  pertukaran diri antimaterinya (antimatter alter egos), positron. Hal ini dapat membantu menjelaskan mengapa alam semesta memiliki dominan materi atas antimateri.

Sejauh fisika modern dapat memberitahu kita, alam semesta terdiri atas bagian yang sama, materi dan antimateri tepat setelah Big Bang, dan kedua hal yang  berlawanan segera mulai memusnahkan satu sama lain. Semuanya seharusnya sudah dibatalkan, tapi bintang, planet dan orang-orang masih ada, sehingga sesuatu terjadi untuk memecahkan simetri antara antimateri dan materi, memungkinkan materi untuk menyerap kosmos.

“Untuk menjelaskan ketidakseimbangan materi-antimateri, mungkin ada beberapa yang perlu  dibedakan antara partikel dan anti-partikel yang belum  kami amati. Sebuah elektron yang tidak bulat akan menjadi bukti yang jelas untuk perbedaan tersebut, “kata Hudson.

Tapi ini bundar, sehingga sepertinya perbedaan fisik bukanlah ‘pelakunya’.  Percobaan di Tevatron akan segera ditutup dan Large Hadron Collider akan berusaha untuk memikirkan hal ini secara lebih rinci.

Namun, hal ini membantu untuk mendapatkan pegangan pada ukuran dan penampilan, seakan-akan dari blok bangunan terkecil dari keberadaan kita. Misalnya, tahun lalu, ilmuwan yang dipimpin oleh Randolph Pohl dari Institut Max Planck untuk Optik Quantum di Garching, Jerman, menetapkan bahwa proton adalah empat persen lebih kecil dari dugaan semua orang. Definisi yang lebih baik dari partikel dasar membantu memperbaiki dan memperkuat teori-teori terbaik dari elektrodinamika kuantum.
Jadi mengapa elektron sedikit melengkung? Ini ada hubungannya dengan interaksi antara elektron dan awan materi yang tidak kekal lainnya.

“Salah satu hal, teori medan kuantum telah mengajarkan kita bahwa apa yang kita sebut ruang kosong tidak benar-benar kosong. Sebaliknya, gambar itu penuh dengan apa yang fisikawan sebut  ‘partikel virtual’. Partikel materi dan antimateri yang meloncat ke dalam dan keluar sekilas dari keberadaannya” jelas Hudson. “Setiap materi ‘nyata’ , seperti elektron, menyeret sekitar awan partikel-partikel virtual.”

Hudson dan rekan-rekannya benar-benar mengukur bentuk elektron ditambah awan kecil. Interaksi antara elektron dan hasil partikel virtual dalam distorsi yang sangat kecil.

Jika hal yang terkecil dari yang kecil tidak bulat sempurna, dapatkah sesuatu menjadi bola yang sempurna? Hudson mengatakan kita tidak pernah tahu – kita hanya bisa terus menyempurnakan pengukuran untuk mengatakan, itu tidak lebih menyimpang dari yang lain. Kebulatan sempurna sebenarnya penting untuk percobaan ilmiah, seperti Gravity Probe B. Probe menggunakan empat giroskop yang terbuat dari bola silikon kuarsa yang berada di Guinness Book of World Records untuk kesempurnaan mereka – tetapi mereka masih saja tidak cukup sempurna, yang  ilmuwan harus lakukan bertahun-tahun adalah beberapa perhitungan untuk memastikan pengumuman mereka baru-baru ini mengenai pengukuran kelengkungan ruang-waktu adalah benar.

Selain pentingnya untuk pemahaman kita tentang sifat dasar realitas, percobaan pengukuran elektron  bisa membantu membangun jam atom yang lebih baik, kata Hudson.

“Pekerjaan kami sangat menaik dalam bidang itu, dan sebaliknya dari perkembangan kami berguna untuk para pembuat jam,” katanya. Hal ini juga bisa membantu mensimulasikan sistem yang terlalu rumit untuk belajar dengan komputer saat ini.

Tidak puas dengan akurasi hingga satu octillionth sentimeter, Hudson, rekan penulis Edward Hinds dan yang lain di Pusat Materi Dingin sedang mengembangkan metode baru yang akan meningkatkan pengukuran mereka, bahkan lebih. Mereka bekerja pada cara baru untuk mendinginkan molekul untuk suhu yang sangat dingin dan mengendalikan gerakan mereka dengan tepat, yang akan menjadi prestasi besar. Teknologi tersebut dapat digunakan untuk mengontrol reaksi kimia, misalnya.

“Teknik-teknik yang kami kembangkan cukup umum, dan menemukan aplikasi di berbagai bidang,” kata Hudson.

Sumber:  PopSci

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s