NASA Bikin Tempat Terdingin Sejagat, Suhunya Minus 273 Derajat Celcius

WASHINGTON - Menurutmu berapa suhu terdingin di jagad semesta ini? Musim dingin di Antartika yang suhunya turun hingga -85° atau sisi gelap bulan yang suhunya mencapai -173°C?

Ternyata bukan. Para ilmuwan Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat (NASA) telah menciptakan sesuatu yang lebih dingin dari suhu di atas. Penelitian dilakukan di dalam Laboratorium Atom Dingin (CAL) NASA di Stasiun Luar Angkasa Internasional.

CAL adalah fasilitas pertama di orbit yang menghasilkan awan atom lewat dingin. Suhu terdingin yang dapat dicapai oleh materi ini mencapai -273°C. Secara alami, belum diketahui suhu terdingin yang menyerupai CAL atau lebih dingin dari ini.

Artinya, CAL merupakan tempat-tempat terdingin di alam semesta yang mengorbit secara teratur. Pada 21 Mei 2018, CAL diluncurkan ke stasiun ruang angkasa dari fasilitas Penerbangan Wallops NASA di Virgina.

Tujuh bulan setelahnya, CAL memproduksi atom lewat suhu dingin setiap hari. Lima tim ilmuwan akan melakukan percobaan pada CAL selama tahun pertama. Sampai saat ini, sudah ada tiga percobaan yang dilakukan dan masih berlangsung.

Mengapa atom-atom memiliki tingkat dingin sangat rendah? Atom suhu ruangan biasanya berputar seperti kolibri yang hiperaktif, tetapi atom yang melewati suhu dingin bergerak jauh lebih lambat daripada siput sekalipun.

Atom yang melewati suhu dingin bisa bergerak 200.000 kali lebih lambat dari atom suhu kamar. Ini membuka cara baru untuk mempelajari atom sebagai penyelidikan fenomena fisik lainnya. Tujuan utama ilmu pengetahuan CAL adalah untuk melakukan penelitian fisika dasar.

Artinya, para ilmuwan mencoba memahami cara kerja alam pada tingkat yang paling mendasar. “Dengan CAL, kita mulai mendapatkan pemahaman yang sangat menyeluruh tentang bagaimana atom berperilaku dalam gaya berat mikro, bagaimana memanipulasi mereka, bagaimana sistemnya berbeda dari yang kita gunakan di bumi,” kata Rob Thompson, fisikawan atom dingin di NASA, dikutip dari sciencedaily.

Laboratorium di bumi dapat menghasilkan atom lewat dingin, tetapi di tanah. Para ilmuwan hanya memiliki sepersekian detik untuk mengamati gravitasi awan atom yang jatuh dengan cepat. Sebenarnya, medan magnet dapat digunakan untuk menjebak atom dan menahannya, tetapi itu membatasi pergerakan alami mereka.

“Ini semua pengetahuan yang akan membangun fondasi untuk apa yang saya harapkan, adalah masa depan panjang ilmu atom dingin di ruang angkasa,” tambah Thompson. Proses untuk membuat awan atom dingin dimulai dengan laser yang mulai menurunkan suhu, dengan memperlambat atom ke bawah.

Gelombang radio memotong anggota terpanas kelompok atom, dengan menurunkan suhu rata-rata. Setelah itu, atom-atom dilepaskan dari perangkap magnetik dan dibiarkan mengembang. Hal ini menyebabkan penurunan tekanan, yang secara alami menyebabkan penurunan suhu awan lainnya.

Di ruang angkasa, awan memiliki waktu lebih lama untuk berkembang. Suhu yang dicapai lebih rendah daripada yang dicapai di bumi. Fasilitas atom lewat dingin di bumi biasanya menempati seluruh ruangan.

Sebagian besar perangkat keras dibiarkan terbuka sehingga para ilmuwan dapat menyesuaikan peralatan jika diperlukan. Membangun laboratorium atom dingin di bumi menimbulkan beberapa tantangan desain. Beberapa di antaranya mengubah sifat dasar dari fasilitas ini.

Pertama, masalah ukuran. CAL terbang ke stasiun dalam dua bagian, kotak logam sedikit lebih besar dari minifridge dan yang kedua berukuran tas jinjing.

Kedua, CAL dirancang untuk dioperasikan dari jarak yang jauh dari bumi sehingga dibangun sebagai fasilitas tertutup sepenuhnya.

CAL juga menampilkan sejumlah teknologi yang belum pernah diterbangkan di ruang angkasa. Teknologi seperti sel-sel vakum khusus yang mengandung atom, harus disegel dengan erat agar tidak bocor.

Laboratorium harus memiliki kekuatan ekstrem untuk menahan guncangan selama penerbangan ke stasiun ruang angkasa. Butuh waktu beberapa tahun bagi ilmuwan untuk mengembangkan perangkat keras ini.