Pengembunan Bose-Einstein

Kondensasi merupakan kata serapan dari bahasa asing "condensed" yang secara bahasa lebih dikenal "pengembunan". Proses pengembunan dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, contoh sederhana embun yang muncul pada kaca depan mobil saat turun hujan. Embun tersebut muncul dikarenakan perbedaan suhu antara dalam mobil dan lingkungan luar dimana suhu luar mobil yang lebih dingin di saat terjadi hujan. Sesuai hukum alam gas bergerak dari suhu ruangan lebih tinggi ke lebih rendah yang dalam hal ini gas (O2, Co2, dll) dalam mobil bergerak menuju luar mobil. Jika AC mobil dinyalakan, secara alami embun yang berada di kaca tersebut hilang secara perlahan.

Dari contoh sederhana di atas dapat ditarik definisi sederhana dari kondensasi, kondensasi adalah proses berubahnya fase gas ke fase cair dikarenakan penurunan suhu. Definisi ini masih mentah dan mungkin pembaca dapat mengelaborasinya lebih baik. Bila suhu diturunkan lebih rendah lagi di bawah 0 C, fase cair berubah menjadi fase padat yang lebih dikenal proses pembekuan (pengkristalan). Pertanyaan menarik muncul bila suhu tersebut kembali diturunkan ke suhu yang lebih rendah mendekati -273 C, apa yang terjadi dengan fase padat, akankah kembali mencair atau menjadi fase baru?

Bila fase padat dilihat lebih dalam, struktur jarak antara atom dalam fase padat lebih rapat dan lebih teratur. Dalam hal ini bila fase padat didinginkan menggunakan helium cair, fase tersebut mengalami pengurangan gerak vibrasi dan yang lebih mengejutkan atom-atom yang berada pada fase padat ini mulai melepaskan diri dari ikatan-ikatan yang ada di dalam fase padat tersebut dan bisa dikatakan bahwa fase padat tadi menjadi gas kembali namun dalam hal ini bukan fase gas yang secara umum dikenal melainkan fase hampir gas. fase ini fase menarik karena atom yang berada dalam fase gas tidak berwujud seperti atom tetapi berubah menjadi wujud gelombang. Dalam hal ini alam mengikuti kaidah mekanika kuantum dimana atom dapat bersifat seperti partikel maupun gelombang. Jadi dalam hal ini untuk menyederhanakan, penulis memanggilnya "fase gas gelombang", bila ada pembaca yang kurang setuju tidak mengapa karena istilah ini hanya untuk penyederhanaan penulis.

Salah satu sifat menarik dari gelombang adalah superposisi, sederhanya bayangkan gelombang transversal yang terdiri dari puncak dan lembah, satu puncak dan satu lembah disebut satu gelombang. Bila ada satu gelombang + gelombang yg lain dikatakan superposisi, begitu sederhananya. Kembali ke proses pendinginan, bila fase gas gelombang ini didinginkan mendekati -273 C, yang terjadi adalah fase baru  dari gas gelombang menuju superposisi gelombang yang menyebabkan gumpalan gelombang layaknya proses embun pada daun di pagi hari. Bisa pembaca renungkan, proses perubahan fase ini hampir mirip dari perubahan fase gas ke fase cair pada suhu ruang yang lazim disebut pengembunan jadi istilah pengembunan lebih penulis sukai daripada kondensasi.

Proses ini diprediksi secara matematis oleh ilmuwan india yang bernama Satyendranath Bose. Beliau mengirimkan kalkulasi matematis bahwa di alam ini ada partikel yang memiliki sifat simetris. Einstein meresponnya dengan interpretasinya dan melakukan kalkulasi untuk mengetahui sifat partkel ini bila diturunkan menuju -273 C, dalam kalkulasi Bose-Einstein sepakat bahwa fase baru akan terbentuk saat suhu  -273 C. Proses di atas menjadi dikenal dengan Bose-Einstein Condensation, Pengembunan Bose-Einstein. Einstein-Bose memprediksi hal ini pada tahun 1924 dan baru teralisasi secara experiment pada tahun 1995 oleh Carl Wieman, Eric Cornell, bersama kolaboratornya di salah satu universitas di USA. Untuk lebih jelasnya, penulis lampirkan video animasi dari pengembunan Bose-Einstein.

http://www.youtube.com/watch?v=zvkbhSJBqL0

Wildan.