Kami terbiasa menyalakan sebagai akselerator. Anda menyinari sesuatu, partikel memanas, mereka bergerak lebih cepat. Begitulah cara kerja alam semesta. Atau setidaknya menurut kebijaksanaan konvensional hal itu berhasil.
Namun para ilmuwan dari Ruhr-University Bochum baru saja menyadari bahwa mereka sedang menarik rem. 🛑
Mereka mempublikasikan temuannya di Nature. Pengaturannya cukup sederhana. Tabung nano jaring karbon neon tersuspensi dalam air. Cahaya terang menerpa mereka. Bukannya mempercepat, mereka malah memperlambat. Semakin terang cahayanya, semakin lambat mereka melayang. Ini menentang setiap firasat yang Anda miliki tentang energi.
“Difusi berkurang ketika kita meningkatkan intensitas_cahaya.”
Mengapa? Sesuatu yang disebut gesekan kuantum.
Ini bukan tabung biasa. Itu adalah tabung nano. Seperti, 100,00 kali lebih tipis dari tipisnya rambut Anda. Anda tidak dapat melihatnya tanpa pembesaran yang serius. Para peneliti mengisolasi nanotube tunggal dalam cairan. Di bawah mikroskop, tabung bercahaya mulai bergerak seperti air di sekitarnya tiba-tiba berubah menjadi molase. Lebih tebal. Lebih lambat. Lebih lengket.
Ini tentang kegembiraan. Begitulah sebutannya—pasangan partikel energik yang terbentuk di dalam bahan padat. Sebuah elektron melompati satu titik, meninggalkan lubang. Bersama-sama mereka menari. Biasanya, energi itu hanya diam di sana atau memanaskan keadaan. Di sini, bocor. Rangsangan di dalam nanotube berpasangan dengan molekul air di luar. Mereka bertukar momentum. Air mendorong kembali.
Anda mendapatkan perlawanan tanpa sentuhan. Itu bagian yang aneh.
Gesekan standar membutuhkan permukaan yang digerinda bersama-sama. Gosok, bakar, lecet. Gesekan kuantum tidak memerlukan semua itu. Muatan listriknya berfluktuasi, melintasi batas antara tabung padat dan cairan. Mereka berinteraksi. Dan saat melakukan itu, mereka menyeret satu sama lain ke bawah.
Tim menggunakan spektroskopi terahertz untuk menyaksikan hal itu terjadi. Mereka bisa melihat perubahan energi molekul. Perpindahan momentum yang kecil. Marialore Sulpipi, ahli fisika teoretis dalam tim, mencatat bahwa air tidak bertindak mulus untuk tabung nano yang menyala. Itu menjadi resisten tepat di permukaan.
Hilang jika rangsangan tidak dapat bergerak bebas.
Itu adalah kendalinya. Mereka menguji nanotube dengan cacat yang memperlambat rangsangan internal. Ketika partikel bermuatan tersebut tertahan, efek tarikannya menghilang. Tidak ada gesekan. Ini membuktikan maksudnya. Mobilitas eksiton—kemampuannya untuk berjalan di sepanjang tabung—lah yang secara langsung menukar energi dengan lingkungan.
“Yang menarik adalah bahwa efek ini hilang sepenuhnya ketika… eksitasi elektronik… diperlambat.”
Ini adalah batasan yang berantakan. Fisika padat mengalir ke fisika cair. Dunia kuantum memang selalu terasa licin, namun hal ini menjadikannya nyata. Rem literal.
Jadi mengapa peduli?
Kontrol.
Jika Anda dapat memperlambat nanobot dalam cairan hanya dengan menyinari lampu, Anda tidak memerlukan pendorong kecil atau pemandu fisik. Anda mengarahkannya dengan foton. Hal yang sama berlaku untuk reaksi kimia. Sesuaikan cahaya, sesuaikan gesekan, ubah hasilnya. Ini adalah rekayasa presisi pada skala molekuler.
Martina Havenith, ahli kimia utama lainnya, mengatakan hal ini membuka pintu yang tidak kita ketahui keberadaannya dalam ilmu material.
Kami berasumsi cahaya mempercepat segalanya. Itu ada di tulang kita. Api menghangat. Matahari mencair. Penelitian ini mengatakan sebaliknya. Setidaknya di dasar lubang kelinci, benda gelap semakin tebal saat lampu menyala.
Siapa yang tahu di mana batasnya.
