Efek Lubang Hitam dengan Tabung Nano

Sebuah kekuatan penghancur berskala kecil



Para ahli fisika Harvard menemukan bahwa sebuah tabung nano bervoltasi tinggi dapat menyebabkan atom-atom dingin berpilin ke dalam dengan akselerasi dramatis sebelum hancur dengan dahsyat - sebuah kekuatan penghancur berskala kecil yang mirip dengan daya tarik tak terelakkan lubang hitam pada materi di skala kosmik.

"Yang penting bagi para ilmuwan, ini adalah penggabungan pertama dari sains atom dingin dan skala nano, dan ini membuka pintu bagi generasi baru percobaan atom dingin dan perangkat berskala nano," kata peneliti Lene Hau Vestergaard kepada jurnal Physical Review Letters.

Hau dan rekan penulis Anne Goodsell, Trygve Ristroph, dan A. Jene Golovchenko melaserdinginkan awan satu juta atom rubidium menjadi bagian kecil satu derajat di atas nol mutlak. Para fisikawan kemudian meluncurkan awan atomik berukuran milimeter ini ke tabung nano karbon dan membebankan dengan ratusan volt.

Sebagian besar atom melewati kawat dengan benar, tapi yang datang dalam satu mikron tak dapat menghindar dan tertarik, mencapai kecepatan tinggi luar biasa ketika atom-atom itu berpilin ke dalam tabung nano. "Dari sebuah permulaan sekitar 5 meter per detik, atom-atom dingin mencapai kecepatan kasar 1.200 meter per detik atau 4.320 km/jam ketika mereka memutari tabung nano," kata Goodsell. "Sebagai bagian dari akselerasi luar biasa ini, temperatur yang berhubungan dengan energi kinetis atom meningkat dari 0,1 derajat Kelvin ke ribuan derajat Kelvin dalam waktu kurang dari satu mikrodetik."

Atom dalam percepatan itu kemudian berpisah menjadi satu elektron dan satu ion berotasi pararel di sekitar kawat nano, menyelesaikan setiap orbit hanya dalam beberapa milyar dari satu detik. Elektron itu pada akhirnya terhisap ke dalam tabung nano melalui penerowongan kuantum, menyebabkan teman ionnya tertembak ke luar - terpukul oleh beban tabung nano 300 volt - pada kecepatan berkisar 26 kilometer per detik (93.600 km/jam).

"Sains atom dingin dan skala nano masing-masing telah menyediakan sistem menyenangkan baru untuk penelitian dan aplikasi," kata Golovchenko yang merupakan Profesor Fisika di Harvard. "Ini merupakan realisasi eksperimental pertama suatu sistem gabungan atom dingin dan struktur nano. Sistem kami mempertunjukkan penyelidikan sensitif kedinamisan atom, elektron, dan ion pada skala nano."

http://www.harvard.edu/
Gambar: karya Anne Goodsell and Tommi Hakala di Universitas Harvard