Bisnis.com, JAKARTA – Para ilmuwan telah mengukur satuan waktu terpendek, waktu yang dibutuhkan partikel cahaya melintasi molekul hidrogen.
Menurut catatannya waktu tersebut adalah 247 zeptodetik.
Dilansir dari Live Science pada Senin (19/10/2020), zeptodetik adalah seperseribu miliar detik, atau titik desimal diikuti oleh 20 angka nol dan 1.
Sebelumnya para peneliti telah masuk ke alam zeptodetik pada tahun 2016 yang dilaporkan melalui jurnal Fisika Alam menggunakan laser untuk mengukur waktu secara bertahap hingga 850 zeptodetik.
Akurasi ini adalah lompatan besar dari karya pemenang penghargaan Nobel 1999 yang pertama kali mengukur waktu dalam femtodetik, yang merupakan sepersejuta dari satu miliar detik.
Dibutuhkan femtodetik agar ikatan kimia untuk putus dan terbentuk, tetapi dibutuhkan zeptodetik cahaya untuk melakukan perjalanan melintasi satu molekul hidrogen (H2).
Agar bisa mengukur perjalanan yang sangat singkat ini, fisikawan Reinhard Dörner dari Gothe University, Jerman dan rekan-rekannya memotret sinar-X dari PETRA III di Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), akselerator partikel di Hamburg, Jerman.
Para peneliti mengatur energi sinar-X sehingga satu foton, atau partikel cahaya, menjatuhkan dua elektron dari molekul hidrogen. Molekul hidrogen terdiri dari dua proton dan dua elektron. Foton memantulkan satu elektron keluar dari molekul, dan kemudian elektron lainnya, mirip seperti kerikil yang melompat di atas permukaan air.
Interaksi ini menciptakan pola gelombang yang disebut pola interfensi, yang oleh Dörner dan rekan-rekannya dapat diukur dengan alat yang disebut mikroskop reaksi Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy (COLTRIMS).
Alar ini pada dasarnya adalah detektor partikel yang sangat sensitif yang dapat merekam reaksi atom dan molekul dengan sangat cepat. Mikroskop COLTRIMS mencatat pola interferensi dan posisi molekul hidrogen selama interaksi.
"Karena kami mengetahui orientasi spasial molekul hidrogen, kami menggunakan interferensi dari dua gelombang elektron untuk menghitung secara tepat kapan foton mencapai yang pertama dan ketika mencapai atom hidrogen kedua," ungkap Sven Grundmann, rekan penulis studi di University of Rostock, Jerman dalam jurnal yang diterbitkan pada 16 Oktober 2020.
Pengukuran pada dasarnya adalah menangkap kecepatan cahaya di dalam molekul.
Waktu 247 zeptodetik ini didapatkan dengan beberapa ruang gerak tergantung pada jarak antara atom hidrogen di dalam molekul pada saat yang tepat ketika foton melintas.
"Kami mengamati untuk pertama kalinya bahwa kulit elektron dalam sebuah molekul tidak bereaksi terhadap cahaya dimana-mana pada waktu yang sama. Penundaan waktu ini terjadi karena informasi dalam molekul hanya menyebar dengan kecepatan cahaya," ungkap Dörner dalam pernyataannya.
