Courtesy of InterestingEngineering

Peneliti UM Buktikan Quasicrystals Stabil dan Bukan Hanya Kebetulan

Menunjukkan bahwa quasicrystals adalah struktur atom yang stabil secara termodinamika, bukan sekadar hasil pembekuan cepat, dengan metode simulasi baru yang memungkinkan penghitungan energi pada material yang tidak berulang.

15 Jun 2025, 18.36 WIB

90 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Kuasikristal dapat stabil meskipun memiliki pola aperiodik.
Metode baru untuk menghitung energi dalam sistem non-repeating dapat diterapkan pada berbagai tantangan di bidang material.
Penemuan ini mengubah cara ilmuwan memandang keteraturan dalam materi padat.

Ann Arbor, Amerika Serikat - Quasicrystals adalah jenis materi yang susunan atomnya teratur tapi tidak berulang, berbeda dengan kristal biasa yang memiliki pola berulang seperti pada garam dan berlian. Penemuan quasicrystals pada tahun 1980-an sempat disebut mustahil oleh para ilmuwan karena bertentangan dengan pemahaman dasar tentang kristal.

Selama ini, ada ketidakpastian apakah quasicrystals benar-benar stabil atau hanya terbentuk secara tidak sengaja akibat pendinginan sangat cepat yang membuat atom terperangkap dalam susunan acak sebelum bisa membentuk struktur kristal yang stabil.

Masalahnya, cara biasa menghitung energi dalam material menggunakan metode density functional theory tidak bisa diterapkan pada quasicrystals karena mereka tidak memiliki pola atom yang berulang. Oleh karena itu, peneliti dari University of Michigan menggunakan teknik baru yaitu simulasi nanopartikel dari struktur quasicrystals yang lebih kecil dan kemudian memperkirakan energi totalnya.

Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa quasicrystals yang terbuat dari scandium-zinc dan ytterbium-kadmium memang memiliki energi total terendah dibandingkan struktur lain yang memungkinkan, artinya susunan atom dalam quasicrystals adalah pilihan stabil secara alami bagi atom tersebut.

Selain itu, tim peneliti juga menciptakan algoritma baru yang membuat simulasi menjadi jauh lebih cepat dengan meminimalkan komunikasi antar prosesor dan menggunakan akselerasi GPU. Penemuan ini membuka kemungkinan untuk mempelajari material lain yang tidak berulang atau amorf, serta membantu riset di bidang material kuantum.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/quasicrystals-are-stable-reveal-scientists