Selama beberapa dekade, quasicrystals diabaikan karena dianggap sebagai keingintahuan matematis – strukturnya sangat aneh sehingga tidak mungkin ada di alam. Saat ini, material “mustahil” ini muncul di tempat-tempat yang paling tidak terduga, mulai dari lokasi uji coba bom atom hingga meteorit, sehingga menantang pemahaman kita tentang bagaimana materi terbentuk dan berevolusi. Kisah penemuan mereka bukan hanya tentang terobosan ilmiah; ini adalah pengingat bahwa alam semesta sering kali menentang kategorisasi yang rapi.
Ketidakmungkinan yang Telah Lama Diadakan
Kristal, bahan penyusun dunia material kita, selalu mengikuti aturan simetri yang ketat. Selama berabad-abad, para ilmuwan percaya bahwa hanya 230 struktur kristal berbeda yang mungkin terjadi, masing-masing didasarkan pada pola atom yang berulang. Kerangka kerja ini mengecualikan struktur dengan “simetri terlarang”, seperti tatanan rotasi lima atau tujuh kali lipat, karena struktur tersebut tidak dapat menyatu tanpa celah atau tumpang tindih.
Gagasan bahwa struktur seperti itu bisa ada pertama kali diajukan pada tahun 1983 oleh fisikawan Paul Steinhardt dan muridnya Dov Levine. Teori mereka menyatakan bahwa quasicrystals dapat membentuk padatan dengan pola atom yang tidak berulang, sehingga menciptakan semacam “ketidakharmonisan dalam ruang”. Hal ini awalnya ditanggapi dengan skeptis, namun pada tahun 1984, ilmuwan material Daniel Schechtman membuktikan kebenarannya dengan mensintesis paduan yang dikembangkan di laboratorium dengan simetri lima kali lipat. Hadiah Nobel menyusul pada tahun 2011, meskipun banyak yang masih melihat quasicrystals sebagai anomali tidak stabil yang terbatas pada lingkungan terkendali.
Beyond the Lab: Quasicrystals di Alam Liar
Steinhardt tidak puas. Ia percaya bahwa jika quasicrystals dapat terbentuk di bawah kondisi laboratorium, maka quasicrystals juga harus ada secara alami. Bekerja sama dengan ahli geologi Luca Bindi, mereka mulai mencari material ini di dunia nyata. Salah satu penemuan pertama mereka berasal dari meteorit bernama Khatyrkite, yang ditemukan di wilayah terpencil di Siberia. Meteorit ini mengandung quasicrystal alami pertama yang pernah diidentifikasi, membuktikan bahwa struktur ini dapat terbentuk di luar laboratorium.
Tim terus mendobrak batasan, menjelajahi lingkungan ekstrem tempat quasicrystals dapat bertahan hidup. Salah satu pemahaman utamanya adalah bahwa peristiwa berenergi tinggi, seperti dampak atau ledakan asteroid, dapat menciptakan kondisi yang diperlukan untuk pembentukannya. Hal ini membawa mereka ke sumber yang tidak terduga: sisa-sisa uji coba bom atom pertama, yang dikenal sebagai “trinitit”. Sampel yang dikumpulkan dari situs Trinity tidak hanya mengandung kaca tetapi juga quasicrystal buatan manusia pertama, yang terbentuk oleh panas yang hebat dan gelombang kejut dari ledakan tersebut.
Stabilitas Kuasikristal yang Tak Terduga
Selama bertahun-tahun, diasumsikan bahwa quasicrystals pada dasarnya tidak stabil, dan ditakdirkan untuk terurai menjadi struktur kristal konvensional seiring berjalannya waktu. Namun, penelitian terbaru menantang gagasan ini. Dengan menggunakan teknik pemodelan baru, para ilmuwan telah menunjukkan bahwa beberapa quasicrystals benar-benar stabil dan mampu bertahan selama miliaran tahun. Stabilitas ini, dikombinasikan dengan struktur atomnya yang unik, menjadikan mereka saksi berharga atas peristiwa kekerasan yang menyebabkannya.
Jendela Baru ke dalam Sejarah Kosmik
Penemuan quasicrystals mempunyai implikasi yang jauh melampaui ilmu material. Mereka bisa menjadi penanda dampak kosmik selama pembentukan planet, memberikan petunjuk tentang sejarah awal tata surya. Para peneliti kini memeriksa sampel meteorit dan bahkan misi Apollo, berharap menemukan bukti quasicrystals yang dapat mengungkap lebih banyak tentang kondisi benda langit kuno.
Pencarian terus berlanjut, dengan para ilmuwan menyaring mikrometeorit, kaca vulkanik, dan bahkan sampel dari Antartika, tempat debu luar angkasa terakumulasi dalam es. Tujuan utamanya bukan hanya untuk menemukan lebih banyak quasicrystals tetapi juga untuk memahami bagaimana mereka terbentuk, apa yang dapat mereka sampaikan kepada kita tentang alam semesta, dan mengapa struktur yang “mustahil” ini ternyata sangat umum.
Penemuan yang sedang berlangsung menunjukkan bahwa quasicrystals bukan hanya sekedar keingintahuan ilmiah tetapi merupakan bagian mendasar dari alam, menunggu untuk ditemukan di tempat yang paling tidak terduga.
