TEMPO.CO, Jakarta - Fisikawan telah menciptakan mikroskop tercepat di dunia yang dapat mendeteksi elektron yang bergerak. Perangkat baru ini, versi terbaru dari mikroskop elektron transmisi, menangkap gambar elektron yang bergerak dengan menghantamnya dengan pulsa elektron seperlima triliun detik.

Ini adalah prestasi yang luar biasa. Elektron bergerak dengan kecepatan sekitar 1.367 mil per detik (2.200 kilometer per detik), sehingga mampu mengelilingi Bumi hanya dalam 18,4 detik.

Dilengkapi dengan berbagai fitur, mikroskop Swift SW380T memiliki tahap mekanis XY, tiga lensa objektif untuk hingga enam tingkat pembesaran yang berbeda, dan lensa okuler binokuler dengan kemiringan 30 derajat membantu mengurangi ketegangan leher. Mikroskop ini bahkan kompatibel dengan kamera tambahan.

Dengan menggunakan mikroskop pada partikel-partikel kecil, para peneliti berharap dapat membuat beberapa penemuan baru tentang bagaimana mereka terbang. Para peneliti menerbitkan temuan mereka pada 21 Agustus di jurnal Science Advances.

"Mikroskop elektron transmisi ini seperti kamera yang sangat canggih di versi terbaru ponsel pintar; kamera ini memungkinkan kita untuk mengambil gambar benda-benda yang sebelumnya tidak dapat kita lihat – seperti elektron," kata penulis utama Mohammed Hassan, seorang profesor madya fisika dan ilmu optik di Universitas Arizona, sebagaimana dikutip Live Science, 21 Agustus 2024.

"Dengan mikroskop ini, kami berharap komunitas ilmiah dapat memahami fisika kuantum di balik bagaimana elektron berperilaku dan bagaimana elektron bergerak," tambahnya.

Bagaimana elektron mengatur dan menata ulang dirinya sendiri di dalam atom dan molekul merupakan pertanyaan penting dalam fisika dan kimia, tetapi sifat partikel kecil yang cepat membuatnya sangat sulit untuk dipelajari.

Untuk menciptakan waktu pencahayaan yang mampu menangkap pergerakan elektron, fisikawan mengembangkan metode untuk menghasilkan pulsa attodetik (atau 1X10^-18 detik) kecil pada awal tahun 2000-an — sebuah kemajuan yang membuat para ilmuwan yang membuatnya memenangkan Hadiah Nobel Fisika tahun 2023.

Dengan mengurangi waktu pencahayaan mikroskop hingga skala beberapa attodetik (satu attodetik sama dengan satu detik untuk usia alam semesta), fisikawan telah mengurai bagaimana elektron membawa muatan, bagaimana elektron berperilaku di dalam semikonduktor dan air cair, dan bagaimana ikatan kimia antara atom terputus.

Namun, bahkan skala beberapa attodetik terlalu besar untuk menangkap gerakan elektron secara individual. Untuk mencapai hal ini, fisikawan di balik studi baru ini mengubah senapan elektron hingga menghasilkan denyut hanya satu attodetik.

Denyut-denyut ini mengenai "sampel" yang sedang dipelajari, dan saat elektron melewatinya, denyut tersebut melambat dan mengubah bentuk muka gelombang berkas elektron. Berkas yang diperlambat kemudian diperbesar oleh lensa dan kemudian mengenai material fluoresen yang bersinar saat berkas tersebut mengenai material tersebut.

Dengan memasangkan denyut elektron dengan dua denyut cahaya yang disinkronkan dengan hati-hati (untuk membangkitkan elektron dalam material agar bergerak dan membantu terciptanya denyut elektron), mereka dapat menyelidiki gerakan elektron yang sangat cepat di dalam atom.

"Kami mampu mencapai resolusi temporal attodetik dengan mikroskop transmisi elektron kami – dan kami menyebutnya 'attomikroskopi'," kata Hassan. "Untuk pertama kalinya, kami dapat melihat potongan-potongan elektron yang bergerak."

Pilihan Editor: BMKG: Gempa Magnitudo 4,2 di Kabupaten Buol Akibat Aktivitas Lempeng Laut Sulawesi