All About The World

Sains - Albert Einstein, Paul Dirac, dan peletak dasar fisika lainnya mungkin menggunakan pensil untuk menuliskan teori relativitas dan mekanika kuantum. Baru-baru ini, para peneliti berhasil membuktikan teori tersebut juga menggunakan pensil - meskipun dalam bentuk yang lain. Sebelumnya, untuk menguji teori relativitas Einstein hanya dapat dilakukan dengan cara membuat mesin yang sangat mahal atau mempelajari bintang-bintang di galaksi yang sangat jauh. Tapi, sebuah tim ilmuwan dari Inggris, Rusia, dan Belanda dapat membuktikannya di laboratorium dan bahan yang sederhana, pensil.


Isi pensil umumnya dibuat dari grafit, bahan karbon yang apabila digoreskan di atas kertas akan meninggalkan bekas warna hitam sebab atom-atomnya mudah terpisah. Grafit juga dikenal sebagai penghantar listrik yang baik.

Setahun lalu, Andre Geim dari University of Manchester, Inggris menggunakan permukaan adesif untuk melekatkan lapisan grafit supertipis setebal atom yang disebut graphene.

Penelitian terhadap graphene menunjukkan beberapa fenomena yang menakjubkan sebagaimana dijelaskan dalan dua makalah dalam jurnal Nature edisi 10 November. Tim peneliti menggambarkan bagaimana arus listrik mengalir pada graphene karena adanya aliran elektron melalui struktur atom karbon. Tapi, elektron ini menunjukkan sifat-sifat yang tidak biasa.

Tim peneliti menemukan bahwa aliran elektron tidak melambat meskipun berada pada suhu yang lebih rendah. Dalam essence, elektron seperti tidak memiliki massa, mirip seperti partikel-partikel tanpa massa yang digambarkan dalam teori relativitas. Hal tersebut menunjukkan bahwa grafit dalam bentuknya yang lain ini tidak pernah berhenti bersifat menghantarkan listrik.

Para peneliti juga melaporkan pengaruh baru sifat relativitas. Mereka menunjukkan bahwa partikel tanpa massa ditarik oleh medan magnet dalam bentuk gerakan dinamis yang dideskripsikan dengan persamaan Einstein e=mc2. Ini mirip dengan kasus pada foton atau partikel cahaya yang juga tidak memiliki massa tapi tetap dapat terkena pengaruh dorongan gravitasi matahari yang gerakan dinamisnya dapat diterangkan dengan persamaan yang sama.

Secara terpisah, para fisikawan dari Columbia University yang dipimpin Philip Kim menguatkan penemuan ini. Ia juga menunjukkan bahwa elektron tak bermassa melakukan gerakan sesuai prediksi efek Hall.

Edwin Hall menunjukkan prediksi tentang fenomena ini sejak 1879 dengan menyatakan bahwa memberikan medan magnet pada arah yang tepat untuk mengubah suatu material bersifat seperti magnet (proses konduksi) akan menghasilkan beda tegangan yang berbanding terbalik dengan arus yang mengalir melalui bahan tersebut.

Pengaruh ini juga diaplikasikan dalam level kuantum dengan sebuah catatan, di samping tegangan naik secara perlahan karena meningkatnya intensitas magnetik, tegangan juga naik secara drastis. Inilah yang juga terjadi pada elektron di graphene.

Kim menulis bahwa penemuan ini akan menjadi dasar pengembangan aplikasi elektronika berbasis karbon dan magnet meskipun diperlukan penelitian lebih lanjut. Hal tersebut juga berarti bahwa isi pensil yang dipakai untuk membuat garis setebal ukuran atom dapat digunakan untuk membuktikan teori yang mungkin juga ditulis dengan pensil oleh ilmuwan dahulu kala.