10 Hal Mustahil yang Dibuat Fisikawan Jadi Mungkin

Di dunia aneh, yang tidak mungkin selalu mungkin. Namun belakangan ini, banyak ilmuwan telah berhasil melampaui peringatan ini dan mencapai beberapa hal pertama yang spektakuler.

10. Dingin yang Membungkuk Hukum

Di masa lalu, para ilmuwan tidak dapat mendinginkan objek di luar penghalang yang disebut "batas kuantum".Untuk membuat sesuatu menjadi beku, atom dan getaran penghasil panasnya harus diperlambat. Ironisnya, sinar laser membawa kehangatan pada kesepakatan. Meskipun menurunkan suhu, itu juga mencegahnya turun di bawah batas kuantum. Anehnya, fisikawan merancang drum aluminium getar dan berhasil menurunkan suhunya hingga 360 mikroKelvin, atau 10.000 kali lebih dingin daripada kedalaman. Drum tersebut berukuran diameter 20 mikrometer (rambut manusia berukuran 40–50 mikrometer), dan eksperimen tersebut melanggar batas yang terkenal.

Dulu dianggap mustahil, terobosannya adalah teknik laser baru yang dapat "memeras" cahaya, mengarahkan partikel dengan stabilitas yang lebih intens ke satu arah. Ini menghilangkan fluktuasi laser yang menambah panas. Drum adalah benda mekanis paling dingin yang pernah tercatat tetapi bukan materi terdingin, yaitu kondensat Bose-Einstein. Meski begitu, pencapaian tersebut suatu hari nanti dapat berperan dalam elektronik supercepat dan membantu mengungkap perilaku asing di dunia kuantum yang muncul saat material mendekati batas fisiknya.

9. Cahaya Terang

Pancaran cahaya kita sendiri sudah patut diperhatikan.Sekarang, bayangkan cahaya gabungan dari satu miliar Matahari. Itu setara dengan apa yang baru-baru ini dihidupkan oleh fisikawan di laboratorium. Secara resmi luminositas paling terang yang pernah terlihat di Bumi, cahayanya juga berperilaku secara tidak terduga. Itu mengubah penampilan objek.

Untuk memahami ini, seseorang harus melihat bagaimana penglihatan bekerja. Foton perlu tersebar dari elektron sebelum penglihatan menjadi mungkin. Dalam keadaan normal, elektron menabrak satu foton pada satu waktu. Ketika sesuatu berubah menjadi lebih cerah, bentuknya biasanya tetap sama seperti pada cahaya yang lebih rendah. Laser kuat yang digunakan dalam eksperimen tersebut menyebarkan 1.000 foton yang menakjubkan. Karena hamburan sama dengan visibilitas, intensitas terjadinya mengubah cara foton berperilaku dan akibatnya cara persepsi objek yang diterangi. Efek aneh ini menjadi lebih jelas ketika super-sinar matahari menjadi lebih kuat. Karena energi dan arah normal foton diubah, cahaya dan dihasilkan dengan cara yang tidak biasa.

8. Lubang Hitam Molekuler

Sebuah tim fisikawan baru-baru ini menciptakan sesuatu yang berperilaku seperti lubang hitam.Mereka mengerahkan yang paling kuat yang ada, Sumber Cahaya Koheren Linac (LCLS), untuk menghilangkan molekul iodometana dan iodobenzena. Para peneliti mengharapkan sinar itu mengambil sebagian besar elektron dari atom yodium molekul, meninggalkan ruang hampa. Dalam eksperimen dengan laser yang lebih lemah, kekosongan ini kemudian mengangkat elektron dari bagian terluar atom. Ketika LCLS menyerang, yang diharapkan terjadi — diikuti oleh sesuatu yang mengejutkan. Alih-alih berhenti dengan sendirinya, atom yodium mulai memakan elektron dari atom hidrogen dan karbon tetangga. Itu seperti kecil di dalam molekul.

Ledakan berikutnya melumpuhkan elektron yang dicuri, tetapi kekosongan tersebut menyedot lebih banyak lagi. Siklus diulangi sampai seluruh molekul meledak. Atom yodium adalah satu-satunya atom yang berperilaku seperti ini. Lebih besar dari yang lain, ia menyerap sejumlah besar energi sinar-X, kehilangan elektron aslinya. Kehilangan tersebut meninggalkan atom dengan muatan positif yang cukup kuat untuk melepaskan elektron dari atom yang lebih kecil.

7. Hidrogen Logam

Ini disebut "cawan suci fisika tekanan tinggi", tetapi sampai sekarang, tidak ada ilmuwan yang berhasil menempa logam hidrogen.Sebagai superkonduktor yang mungkin, ini adalah bentuk elemen yang biasanya berbentuk gas yang sangat dicari. Kemungkinan mengubah hidrogen menjadi logam pertama kali diusulkan pada tahun 1935. Fisikawan berteori bahwa tekanan masif dapat menyebabkan transformasi. Masalahnya adalah tidak ada yang bisa menghasilkan tekanan ekstrim semacam itu.

Pada 2017, tim AS mengubah teknik lama dan menghadirkan materi teoretis untuk pertama kalinya. Eksperimen sebelumnya dilakukan di dalam perangkat yang disebut sel landasan berlian. Gaya dihasilkan dengan menggunakan dua kekuatan yang berlawanan satu sama lain, tetapi mereka selalu retak pada titik kritis. Para fisikawan menggunakan ruang sel tetapi merancang proses pembentukan dan pemolesan baru yang mencegah patah tulang yang ditakuti. Perangkat itu kemudian mampu menghasilkan tekanan yang mengejutkan: lebih dari 71,7 juta pound per inci persegi. Bahkan tidak di tengah pun orang bisa menemukan tekanan seperti itu.

6. Chip Komputer Dengan Sel Otak


Ketika berbicara tentang darah kehidupan elektronik, suatu hari cahaya mungkin bisa menggantikan listrik.Fisikawan memahami potensi cahaya dalam hal ini beberapa dekade yang lalu ketika menjadi jelas bahwa gelombangnya dapat bergerak bersebelahan dan dengan demikian melakukan banyak tugas sekaligus. Elektronik tradisional mengandalkan transistor untuk membuka dan menutup jalur listrik, membatasi apa yang dapat dilakukan. Baru-baru ini yang luar biasa adalah chip komputer yang meniru otak manusia. Ia dengan cepat "berpikir" dengan menggunakan sinar cahaya yang berinteraksi satu sama lain, dengan cara yang dianalogikan dengan neuron.

Di masa lalu, jaringan neural yang lebih sederhana dibuat, tetapi peralatan tersebut menjangkau beberapa tabel. Apa pun yang lebih kecil dianggap. Terbuat dari silikon, chip baru ini berukuran beberapa milimeter dan menghitung dengan 16 neuron. Sinar laser memasuki chip dan kemudian membelah menjadi balok yang masing-masing memberi nomor sinyal atau informasi dengan kecerahan yang berbeda-beda. Intensitas laser yang keluar memberikan jawaban untuk angka berderak atau informasi apa pun yang diminta untuk memberikan solusi.

5. Bentuk Materi yang Tidak Mungkin

Sapa supersolids.Eksentrik ini tidak sekeras namanya. Sebaliknya, material aneh memiliki struktur kristal kaku dari semua padatan sekaligus tampak seperti fluida. Paradoks ini ditujukan untuk tetap tidak terwujud karena ia berhadapan dengan fisika yang dikenal. Namun, pada tahun 2016, dua tim ilmiah independen menghasilkan materi dengan merek dagang supersolid. Hebatnya, keduanya menggunakan pendekatan yang berbeda untuk melakukan apa yang menurut banyak orang tidak dapat dicapai oleh satu teknik pun.

Ilmuwan Swiss menciptakan kondensat Bose-Einstein (materi yang pernah ada) dengan gas rubidium yang mendinginkan vakum hingga sedingin es. Kondensat kemudian dipindahkan ke perangkat bilik ganda, setiap bilik berisi cermin kecil yang berlawanan. Laser mendorong transformasi, dan partikel merespons dengan mengatur diri mereka sendiri menjadi pola kristal padatan, sementara material mempertahankan fluiditasnya. Orang Amerika tiba di hibrida aneh yang sama tetapi menciptakan kondensat mereka setelah memperlakukan atom natrium dengan pendingin evaporatif dan laser. Kemudian mereka menggunakan laser untuk menggeser kerapatan atom sampai struktur seperti kristal muncul dalam sampel cair mereka.

4. Cairan Massa Negatif


Pada 2017, fisikawan merancang sesuatu: suatu bentuk materi yang bergerak menuju gaya yang mendorongnya menjauh.Meskipun bukan bumerang, ia memiliki apa yang disebut massa negatif. Massa positif adalah kenormalan yang biasa dilakukan kebanyakan orang: Anda mendorong sesuatu, dan benda akan berakselerasi ke arah yang didorong masuk. Untuk pertama kalinya, cairan diciptakan yang berperilaku tidak seperti apa pun yang pernah dilihat orang di dunia fisik. Saat didorong, akselerasinya mundur.

Sekali lagi, kondensat Bose-Einstein dibekukan dari atom rubidium. Ilmuwan sekarang memiliki superfluida dengan massa teratur. Mereka menggiringnya erat-erat dengan laser. Kemudian set laser kedua mengkhawatirkan atom untuk mengubah cara mereka berputar.

 Ketika dilepaskan dari cengkeraman ketat laser pertama, cairan normal akan menyebar ke luar dan menjauh dari pusatnya, yang pada dasarnya melakukan dorongan. Superfluida rubidium yang diubah, pada kecepatan yang cukup cepat, tidak menyebar saat dilepaskan tetapi berhenti mati dalam tampilan massa negatif.

3. Kristal Waktu


Ketika Frank Wilczek, fisikawan pemenang Hadiah Nobel, menyarankan kristal waktu, idenya terdengar gila — terutama bagian bahwa mereka dapat menghasilkan gerakan pada keadaan dasar, tingkat energi terendah dalam materi.Gerakan secara teoritis tidak mungkin karena energi dibutuhkan di tempat yang sedikit atau tidak ada sama sekali. Wilczek percaya gerakan abadi dapat dicapai dengan membalikkan kesejajaran atom kristal masuk dan keluar dari keadaan dasar. Struktur atom benda seperti itu akan berulang seiring waktu, menghasilkan peralihan konstan tanpa membutuhkan energi. Ini bertentangan dengan, tetapi pada 2017, lima tahun setelah Wilczek membayangkan materi aneh itu, fisikawan menemukan cara membuatnya.

Satu tim memanipulasi sepuluh ion ytterbium yang saling berhubungan dengan dua laser. Yang satu membentuk medan magnet, sedangkan yang kedua menyesuaikan pemintalan atom sampai terjadi flipping Wilczek. Di Harvard, kristal waktu lahir ketika kotoran nitrogen dibalik menjadi berlian. Meskipun kristal waktu sekarang diterima dan bukan hanya sebuah, mereka perlu disetrum secara berkala untuk terus membalik. Mereka mungkin bukan perangkat abadi Wilczek, tetapi kristal waktu tetap tidak seperti apa pun yang pernah dipelajari para peneliti.

2. Bragg Mirror

Cermin Bragg tidak dapat memantulkan banyak cahaya dan berukuran 1.000 hingga 2.000 atom yang mungil.Tapi itu bisa memantulkan cahaya, yang membuatnya berguna di tempat-tempat di mana cermin terkecil dibutuhkan, seperti di dalam. Bentuknya tidak konvensional; atom-atom itu menggantung di ruang hampa, menyerupai untaian manik-manik. Pada tahun 2011, sebuah grup Jerman membuat yang paling reflektif hingga saat ini (80 persen) dengan melaser rumpun sepuluh juta atom menjadi pola kisi.

Sejak itu, tim Denmark dan Prancis telah memadatkan jumlah atom yang dibutuhkan. Alih-alih menyetrum atom yang berkumpul bersama, mereka mengikatnya di samping serat optik mikroskopis. Jika diberi jarak dengan benar, kondisi Bragg diterapkan — yang memantulkan panjang gelombang cahaya langsung kembali ke titik asalnya. Saat cahaya ditransmisikan, beberapa lolos dari serat dan menabrak atom. Senar Denmark dan Prancis masing-masing memantulkan sekitar 10 dan 75 persen, tetapi keduanya mengembalikan cahaya ke serat ke arah yang berlawanan. Selain menjanjikan kemajuan tak terbatas dalam teknologi, mungkin suatu hari nanti juga terbukti berguna bagi orang asing, karena atom juga menggunakan medan cahaya untuk berinteraksi satu sama lain.

1. Magnet 2-D


Fisikawan telah mencoba membuat magnet 2-D sejak tahun 1970-an tetapi selalu menemui kegagalan.Sebuah magnet 2-D yang sebenarnya akan mempertahankannya bahkan setelah ia dilucuti menjadi keadaan yang membuatnya menjadi dua dimensi — lapisan yang tebalnya hanya satu atom. Para ilmuwan mulai meragukan apakah magnet semacam itu mungkin.

Pada Juni 2017, para peneliti memilih kromium triiodida dalam upaya mereka untuk akhirnya membuat magnet 2-D. Senyawa itu menarik karena beberapa alasan: Itu adalah kristal berlapis, sempurna untuk menipis, dan diberkahi dengan medan magnet permanen, dan elektronnya memiliki arah putaran yang lebih disukai. Ini adalah poin plus kritis yang membantu kromium triiodida tetap magnet, bahkan setelah kristal terkelupas hingga lapisan atom terakhirnya.

Magnet 2-D asli pertama di dunia muncul pada suhu yang sangat hangat –228 derajat Celcius (–378 ° F). Itu berhenti menjadi magnet ketika lapisan kedua diganti tetapi mendapatkan kembali propertinya lagi ketika lembar ketiga dan keempat ditambahkan. Saat ini, ia tidak berfungsi pada suhu kamar, dan oksigen merusaknya. Meskipun kerapuhan, magnet 2-D akan memungkinkan fisikawan untuk menyelesaikannya tidak mungkin sampai sekarang. [reo.my.id/listverse]

Jangan lupa Follow untuk mengikuti update terbaru dari REO News yang berisi info unik dan update, contohnya seperti 10 Hal Mustahil yang Dibuat Fisikawan Jadi Mungkin.