Latest News

Sunday, June 5, 2016

Inilah Kenapa Menemukan Elemen Baru Sangat Susah



Menemukan elemen baru sekarang tidak semudah seperti jaman dulu. Dulu, semua bisa mengisolasi oksigen cuma dengan membakar sedikit merkuri (II) oksida. Sekarang, para scientist menghabiskan bertahun-tahun menggunakan akselerator partikel raksasa untuk membenturkan basically dua-tiga partikel kecil. Dan kemungkinannya lebih kecil lagi pasangan atom yang cocok kebetulan bertumbukan dan menjadi apa coba tebak? Bukan sebuah atom unsur baru tapi berbagai data komputer yang mengatakan bahwa atom yang baru hanya berhasil stabil seperjutaan detik sebelum luruh jadi ketiadaan. Selamat untuk elemen barunya nak.

Sudah habis masa scientist tunggal yang menemukan unsur di lab mereka sendiri. Sekarang, membutuhkan lebih dari 100 scientist, terpisah di empat tim di tiga negara, untuk menemukan unsur baru untuk ditambahkan ke tabel periodik. Unsur baru ini disebut superberat, yang nukleusnya sangat padat sehingga mereka tidak bisa ada di alam. Penemuan ini melengkapi periode tujuh di tabel periodik dan melangkahkan scientist menuju tujuan utama: pulau kestabilan, dimana unsur superberat dapat eksis dalam waktu lama dan ga luruh dalam sepersekian detik. Tapi perjuangan kesana butuh pembentur partikel baru dan bertahun-tahun riset.

Elemen superberat adalah elemen yang nomor atomnya lebih dari 100, berarti nukleus mereka mengandung 100 atau lebih proton. Proton bermuatan positif yang berarti mereka menolak satu sama lain bila terlalu rapat. Di elemen yang lebih ringan, gaya nuklir lemah yang diberikan oleh neutron dan partikel lainnya menetralkan gaya tolak antarproton, cukup untuk menstabilkan nukleus. “Ketika kita dapat nukleus yang lebih berat, ada terlalu banyak partikel sehingga tidak bisa menahan dirinya terlalu lama” kata Dawn Shaughnessy, project leader dari program elemen berat Lawrence Livermore National Laboratory yang menemukan empat elemen baru.

Bahkan di alam semesta ini yang probabilitasnya sangat luas, dimana sesuatu seperti planet berinti berlian eksis, atom superberat sangat sangat langka. “Kalau kita mengasumsikan kalau fisika tetap sama dimanapun kita pergi, mungkin ada supernova dimana superberat dapat eksis selama beberapa milisekon” kata Shaughnessy. Tapi taruahan terbaik untuk menemukan superberat di bumi adalah lewat akselerator partikel dimana scientist mencoba membuat superberat dengan menabrakkan nukleus dari elemen yang lebih ringan.

Contohnya, untuk membuat elemen 117 (ununheptium), mereka menabrakkan kalsium (nomor atom 20) ke target berkelium (nomor atom 97). “Kalau ditambahkan jadi 117” katanya. “Kita benar benar cuma menyatukan protonnya untuk membuat elemen baru”

Tapi ini butuh keahlian. Atom yang akan dibenturkan butuh energi yang cukup untuk mengatasi kekuatan repulsif dari semua proton yang dibenturkan, kalau tidak, nukleusnya akan terlontar satu sama lain. Di sisi lain, jika atomnya punya terlalu banyak energi, nukleusnya akan hancur ketika tumbukan. “Ada titik cantik dimana mereka bisa bersatu dan bergabung” kata Paul Karol, pejabat di International Union of Pure and Applied Chemistry yang bekerja untuk menemukan elemen baru. Menemukan “titik cantik” itu butuh banyak eksperimen, menebak, serta keberuntungan.

Setelah mereka mengkalibrasi energinya, mereka cuma menembakkan atomnya sampai ada yang bertumbukan. Butuh bertahun tahun. Ketika itu terjadi, komputer akan merekamnya dan saintis bisa mencatat sifat elemen tersebut dan bekerja ke atom yang lebih berat.

Lalu apa tujuannya? Teorinya, para scientist akhirnya akan menemukan superberat yang cukup stabil untuk eksis lebih dari beberapa milisekon. Kestabilan ini karena kita punya angka gaya nuklir lemah dari neutron yang tepat untuk menetralkan kerepulsifan proton. Kesetimbangan ini ditemukan di lokasi teoretikal bernama “Pulau Kestabilan”, titik diluar susunan atom stabil normal. Superberat di pulau ini dapat memiliki sifat yang luar biasa.

Dan karena empat elemen baru ini menutup periode tujuh dari tabel periodik, menemukan periode selanjutnya akan sangat sulit. Ketika nukleus menjadi semakin masif, elektron yang mengorbit akan semakin berenergi. Di periode delapan, elektronnya akan sangat berenergi sehingga mereka bergerak mendekati kecepatan cahaya. Kata Einstein, kalau kecepatan objek mendekati kecepatan cahaya, massanya dan energinya akan terpengaruh. Sekarang gabungkan itu dengan semua keanehan fisika kuantum. “Itu mengubah segalanya yang kompleks menjadi sangat kompleks” kata Karol.

Bahkan logika tabel periodik mungkin akan berubah. “Elemen 114 adalah contoh yang bagus” kata Shaughnessy. Itu seperti logam, dan seperti gas, tapi di tabel periodik bahkan posisinya tidak mendekati gas mulia. Sesuatu seperti ini yang membuat para pakar kimia berpikir apakah disiplin ilmu mereka benar benar memiliki suatu keteraturan.

[ Wired | Making New Elements Gets a Lot Harder From Here | Nick Stockton ]

No comments:

Post a Comment

Recent Post