Courtesy of InterestingEngineering

Mengintip Getaran Kuantum Molekul Kompleks Sebelum Meledak dengan Sinar-X Ultracepat

Mengungkap dan memetakan gerakan kuantum atom dalam molekul kompleks secara langsung dengan teknologi pemetaan molekuler terbaru, sehingga memperdalam pemahaman tentang perilaku materi pada skala kuantum.

08 Agt 2025, 05.13 WIB

45 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini berhasil mengamati gerakan kuantum dalam molekul kompleks secara langsung.
Gerakan kuantum yang terdeteksi menunjukkan adanya fluktuasi kuantum yang terkoordinasi.
Hasil penelitian ini dapat mempengaruhi pemahaman kita tentang perilaku materi pada tingkat atom.

Hamburg, Jerman - Atom-atom dalam sebuah molekul tidak pernah benar-benar diam, bahkan dalam keadaan energi terendahnya mereka tetap bergetar karena efek kuantum, yang dikenal sebagai gerakan nol-point. Namun, gerakan halus ini belum pernah diamati secara langsung pada molekul kompleks sampai sekarang.

Para ilmuwan di fasilitas European XFEL di Jerman melakukan eksperimen dengan menembakkan pulsa sinar-X ultracepat dan intens ke molekul bernama 2-iodopyridine. Energi dari sinar-X ini menghilangkan elektron dari molekul dan membuatnya bermuatan tinggi, sehingga menyebabkan molekul tersebut langsung pecah menjadi beberapa fragmen.

Menggunakan alat bernama COLTRIMS, para peneliti dapat melacak lintasan fragmen bermuatan yang terlempar dengan sangat cepat. Dari pola arah fragmen ini, mereka dapat merekonstruksi bentuk dan gerakan molekul tepat sebelum pecah dalam tiga dimensi, mengungkap getaran kuantum yang tersimpan di dalamnya.

Hasil pengamatan menunjukkan getaran atom yang tidak acak dan berbeda dari getaran termal biasa. Gerakan itu merupakan koordinasi getaran kuantum yang khas, dan hanya bisa dipahami dengan model teori kuantum, bukan fisika klasik. Ini adalah bukti pertama pengamatan langsung gerakan nol-point di molekul kompleks.

Penemuan ini membuka pintu baru dalam pemahaman fisika kuantum dan ilmu molekuler. Dengan kemampuan mengamati gerakan kuantum secara langsung di molekul, ilmuwan dapat mengembangkan model yang lebih akurat dan meningkatkan penelitian di bidang kimia, fisika, serta teknologi kuantum masa depan.

--------------------

Analisis Kami: Penemuan ini merupakan lompatan besar dalam bidang spektroskopi molekuler dan pemahaman gerakan kuantum dalam sistem kompleks. Dengan alat seperti COLTRIMS dan XFEL, kita kini bisa menguji teori kuantum dengan cara yang tak pernah terpikirkan sebelumnya, memperkaya fondasi ilmu fisika dan kimia modern.

--------------------

Analisis Ahli:

Stefan Pabst: Melihat jejak mekanika kuantum secara langsung sangat penting untuk kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi masa depan.

Till Jahnke: Gerakan kuantum yang terkoordinasi ini adalah bukti nyata dinamika paling dasar dalam materi yang selalu ada bahkan pada suhu nol mutlak.

--------------------

What's Next: Teknik ini akan membuka jalan bagi pemantauan dan pemahaman proses kimia dan fisika kuantum secara real-time, memungkinkan pengembangan teknologi dan model kuantum yang lebih akurat.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/quantum-tremors-molecule-explodes-xray

Pertanyaan Terkait

Apa yang diamati oleh ilmuwan di European XFEL?

Ilmuwan di European XFEL mengamati gerakan kuantum dalam molekul 2-iodopyridine sebelum molekul tersebut pecah.

Apa itu 2-iodopyridine?

2-iodopyridine adalah molekul kompleks yang diteliti dalam eksperimen ini.

Bagaimana gerakan kuantum dapat dilihat dalam molekul?

Gerakan kuantum dapat dilihat dengan memecahkan molekul dan menganalisis arah fragmen yang terlepas.

Apa yang digunakan untuk memetakan gerakan molekul?

Mikroskop reaksi COLTRIMS digunakan untuk memetakan gerakan molekul pada skala waktu femtosekon.

Apa saja implikasi dari penelitian ini?

Penelitian ini membantu memperdalam pemahaman tentang perilaku materi pada skala kuantum dan dapat memberi informasi untuk penelitian di bidang kimia, fisika, dan pemodelan kuantum.