Pencipataan Temperatur di Bawah Nol Mutlak

Kaitan Suhu Terhadap Warnanya yang menyimbolkan tingkat energinya (Sumber: http://www.soultravelmultimedia.com)

Sebelumnya  sebagian besar fisikawan telah meyakini bahwa tidak mungkin ada suatu benda yang memiliki temperatur di bawah nol mutlak. Nol mutlak yang dimaksud adalah nol pada temperatur Kelvin. Alasan itu lah yang menyebabkan fisikawan secara kompak memilih Kelvin sebagai temperatur dalam sistem Satuan Internasional. Seperti diketahui pemilihan skala Kelvin tidak didasarkan pada titik didih atau titik beku air, melainkan mengacu kepada kondisi energi suatu partikel. Hal ini pernah kita bahas dalam tulisan yang berjudul: Kenapa Sih Harus Si Kelvin?

Namun pada tanggal 4 Januari 2012, sebuah kejutan besar telah dibuat oleh para ilmuwan fisika. Berdasarkan hasil riset fisika ini berhasil diciptakan suatu kondisi suhu dibawah nol Kelvin, yaitu - 1/10^9 K, atau - 1 nano Kelvin. Hal ini dicapai dengan cara melakukan rekayasa atom. Berita luar biasa tersebut dirangkum dalam Jurnal Science, Jan, 4. Beberapa media nasional seperti Kompas telah menyajikan rangkuman berita tersebut. Berikut cuplikan beritanya:

Suhu Negatif Mutlak, Dulu Tiada Kini Tercipta

Penulis : Yunanto Wiji Utomo | Jumat, 4 Januari 2013 | 17:22 WIB

MUNICH, KOMPAS.com - Temperatur selama ini dikenal memiliki batas bawah. Tidak ada yang lebih rendah dari nol mutlak atau 0 derajat Kelvin atau -273 derajat Celsius. Namun, ilmuwan berhasil mematahkannya dengan menciptakan temperatur negatif mutlak.

Untuk menciptakannya, ilmuwan melakukan rekayasa energi atom. Temperatur terkait dengan energi dan gerak atom. Jika temperatur makin tinggi, gerak atom semakin cepat. Energi kinetik yang dimiliki atom pada temperatur tinggi lebih besar.

Dalam eksperimen, ilmuwan menciptakan sistem dimana energi yang bisa dimiliki atom terbatas. Mereka mendinginkan 100.000 atom hingga temperatur sepermiliar Kelvin. Atom didinginkan dalam wadah kedap. Laser digunakan untuk mengontrol gerak atom.

Sinar laser digunakan untuk membatasi energi kinetik atom dan energi potensial yang terdapat dalam setiap ikatan atom. Laser yang digunakan menciptakan susunan titik-titik cahaya disebut "optical lattice".

Dengan membatasi energi, ilmuwan berhasil menciptakan realitas temperatur baru. "Temperatur yang kita capai adalah negatif nanokelvin (negatif sepermiliar kelvin)," kata Ulrich Schneider, peneliti dari University of Munich seperti dikutip Livescience, Kamis (3/1/2013)

Temperatur negatif bisa diciptakan sebab dalam pandangan terbaru fisikawan, temperatur bukanlah linear dan berbatas, tetapi berupa kurva. Tepat setelah berada di titik terbawah kurva positif, akan ada kurva negatif.

Temperatur negatif berbeda dengan temperatur posotif. Contoh, atom yang berada pada temperatur negatif lebih panas daripada yang ada pada nol mutlak. Pada temperatur negatif, atom cenderung menempati energi tinggi daripada rendah.

Salah satu konsekuensinya, temperatur negatif punya keanehan. pada temperatur positif, energi akan bergerak dari yang suhunya lebih tinggi ke rendah. Pada temperatur negatif, energi akan bergerak dari temperatur negatif ke positif. Temperatur negatif selalu lebih panas dari positif.

Penciptaan temperatur negatif bakal berguna bagi inovasi mesin. Mesin tidak hanya menyerap energi dari yang panas, tetapi juga dari yang dingin. Mesin dengan efisiensi lebih dari 100 persen yang sebelumnya dibilang tidak mungkin bakal terwujud.

Temperatur negatif juga bisa digunakan untuk memahami nasib semesta. Selain itu juga membantu menciptakan materi yang tak dibayangkan sebelumnya. Riset ini dipublikasikan di jurnal Science, Jumat (4/1/2013) hari ini.

Atau mungkin teman-teman ada yang ingin melihat berita dalam versi Englishnya, dapat di klik di Live Science.

Apabila hal tersebut benar terjadi maka kita nantikan saja kejutan besar yang akan terjadi nanti. Apakah hukum termodinamika berubah? Apakah kita dapat mencipatakan mesin dengan efisiensi di atas 100%? Apakah fisika statistik pun akan berubah? Ya, kita akan saksikan bagaimana fisika semakin lama semakin menyempurnakan dirinya.