Home / Artikel / Butir-butir Dalam Atom

Butir-butir Dalam Atom

Dewasa ini hampir setiap hari kita mendengar tentang bom atom atau tenaga atom, sehingga adakalanya kita lupa, apa sebenarnya atom itu. Kita dan semua benda atau makhluk yang ada di alam raya ini terbentuk dari atom, dan atom juga terdapat di sekeliling kita. “Mereka” adalah bata-bata pembentuk semua benda, dan sifat benda setiap hari bergantung pada sifat-sifat atom tersebut.

Atom adalah benda mahakecil. Menurut ukuran kasarnya, sebutir garam meja adalah sejuta kali besar atom. Artinya gatis tengah butir garam meja itu sekitar sejuta kali atom. Namun menurut ukuran sesungguhnya tentu saja lebih dari sejuta kali. Butir garam itu berisi sekitar sejuta lapis atom. Setiap lapisnya, memiliki sejuta deret, dan setiap deretnya berisi sejuta atom. Jadi jumlah keseluruhannya kira-kira sejuta juta juta atau satu triliun.

Setiap benda tersusun dari atom. Di dalam benda padat semua atom dipegang bersama-sama dengan suatu cara. Seutas kabel baja yang nisbi kecil, yang menahan jembatan gantung juga tersusun dari atom. Atom-atom dalam kabel itu semuanya mestilah dipegang oleh kekuatan yang teramat kuat. Kita tidak dapat mengatakan bahwa mereka saling berlengketan karena dipegang oleh sejenis lem, sebab lem sendiri tersusun dari atom. Jadi yang berperan di sini adalah sejenis kekuatan yang bergiat di antara atom-atom.

Salah satu kekuatan yang telah kita kenal adalah gravitasi. Tetapi daya gravitasi dalam benda sekecil atom, jelas tidak berarti, karena ia bersangkutan dengan massa atau berat benda. Jika atom-atom dalam kabel baja itu semuanya hanya dipegang oIeh kekuatan gravitasi, maka kabel itu tidak akan mampu bahkan untuk menahan beratnya sendiri. Jadi mestilah ada kekuatan lain.

Kekuatan kedua yang kita keta bergiat dalam bentangan alam semesta adalah listrik dan magnet. Sebuah magnet yang kuat dapat menahan beberapa kali berat dirinya. Begitu pula selembar plastik tipis yang dilistriki dengan gesekan pada hari kering. Jadi nampaknya kedua kekuatan inilah yang memegang semua atom dalam benda padat, yang hampir seluruhnya menghasilkan tenaga listrik.

Contoh sederhana tentang cara muatan listrik berlaku memegang semua atom, adalah garam dapur biasa, yang oleh para kimiawan disebut natrium khlorida. Garam dapur terbentuk dari atom natrium yang bermuatan positif dan atom khlorin bermuatan negatif sama banyak. Kedua jenis atom itu membentuk sejenis pola papan permainan dam-daman. Dengan muatan listrik yang berlawanan, khlorin dan natrium saling menarik. Tetapi secara keseluruhannya, kedua jenis atom itu menjadi tidak bermuatan listrik atau bermuatan listrik netral, karena berisi listrik positif dan listrik negatif dalam jumlah sepadan dan berimbang. Tetapi sebuah atom natrium menjadi bermuatan positif ketika berdekatan dengan sebuah atom khlorin, dan atom khIorin memperoleh muatan negatif.

Dari pelajaran di sekolah kita tahu bahwa jenis atom banyaknya berpuluh-puluh. Menurut metode kimia, jenis itu sekitar 100. (Penulis sengaja tidak memberikan jumlah yang tepat, karena ada kemungkinan ditemukan lagi jenis atom baru). Sebuah benda yang hanya terdiri dari satu jenis atom, disebut unsur. Jadi sekarang telah diketahui ada sekitar 100 jenis unsur. Khlorin dianggap sebuah unsur, karena secara kimia kita tidak dapat membedakan antara satu atom khlorin dari atom khlorin yang lainnya.

Melalui alat yang lebih cerdik, atom khlorin diketahui terdiri dari dua jenis, yang beratnya berselisih sekitar 6 persen. Dua jenis atom dengan sifat kimia yang sama namun dengan berat yang berbeda itu disebut isotop. Jadi khlorin adalah campuran dua isotop. Campuran ini dapat dipisahkan melalui metode yang sulit, dalam contoh jenis yang berat taupun yang ringan.

Di sebelah lain, atom natrium semuanya sama. Begitu pula atom emas, alumunium, dan fosfor adalah beberapa di antara unsur yang memiliki bentuk tunggal. Tetapi banyak juga unsur yang memiliki lebih dari dua isotop. Dalam hal ini timah adalah pemegang rekornya yang merupakan campuran dari 10 isotop, artinya, 10 jenis atom yang beratnya berbeda. Dengan demikian, jika Anda bertanya lagi tentang banyak jenis atom, maka dengan menghitung semua isotop itu, kali ini jawabannya adalah sekitar 300.

Mungkin timbul pertanyaan. Masih adakah perbedaan lain di antara isotop-isotop yang sama?

Jawabannya hampir tegas, tidak. Dua atom dari isotop yang sama adalah tepat sama. Artinya, hingga kini kita belum dapat menemukan perbedaan itu. Namun ada bukti kuat bahwa perbedaan demikian tidak akan pernah ditemukan. Dan ini merupakan titik penting, karena pertanyaan kita tentang pokok bangunan bata benda mestilah sudah mendekati tujuannya.

Tetapi ada satu kerumitan yang belum diterangkan. Atom banyak yang tidak stabil, dan kebanyakan darinya tidak ditemukan dalam alam, namun banyak yang dapat dibuat dengan pilar (reaktor) atom atau Siklotron. Mereka adalah isotop-isotop radioaktif yang dewasa ini sangat sering kita dengar. Karena itu jika sekarang‘kita meliput mereka, maka jumlah jenis atom yang berbeda yang diketahui, meningkat menjadi sekitar 1000. Namun kita harus ingat bahwa tidak semua isotop adalah radioaktif. Sekitar sepertiga isotop yang kita ketahui adalah stabil, dan merekalah yang membentuk bungkahan dunia.

Elektron
Sejauh ini kita baru bicara tentang atom dalam wujud utuh. Namun ternyata banyak, pertqnyaan yang tidak dapat dijawab tanpa mengenal bagian dalam atomnya. Misalnya, mengapa natrium adalah logam, sedangkan khlorin adalah gas? Mengapa Iampu natrium memberi cahaya kuning, dan lampu neon cahaya puti? Mengapa neon tidak membentuk persenyawaan kimia?

Pengetahuan itu sebagian besarnya kita ketahui dengan mempelajari yang terjadi dalam tabung kaca, mirip tabung lampu neon yang kita kenal dan disebut tabung sinar katoda.Tabung itu pertama kali dibuat sekitar 100 tahun yang silam, pada awalnya untuk kesenangan belaka. Tetapi kemudian ternyata cocok untuk mempelajari sifat arus listrik. Ia sederhana, karena kita dapat melihat arus itu melewati kaca.

Arus listrik adalah listrik yang bergerak, baik aliran listrik positif ke satu arah maupun aliran listrik negatif ke arah yang berlawanan, atau keduanya. Dalam pelepasan gas dalam tabung yang agak padat, zarah positif dan negatif dijaga bertumbukan dengan molekul-molekul gas; kedua arus berbaur seperti lalu-lalang orang di kaki lima yang sibuk. Tetapi jika tabung dihampakan, sehingga sedikit sekali gas tersisa di dalamnya, maka dua arus mengembangkan kebebasan tertentu, sehingga memungkinkan meneliti mereka secara terpisah, dan untuk mengetahui dari zarah apa mereka terbuat.

Dengan cara mengalirkan arus listrik pada tabung pelepasan, pada tahun 1897 fisikawan Inggris, Sir Joseph John Thompson, menemukan bahwa, arus negatif ternyata terdiri dari zarah yang sangat ringan yang diberinya nama elektron. Mereka semuanya sama dan memiliki muatan negatif yang sama, dan beratnya sekitar 2000 kali lebih ringan dari atom teringan, yaitu hidrogen. Elektron ditemukan dalam pelepasan listrik semua gas. Mereka juga dapat disuling dari benda padat dengan bantuan panas, atau dengan alat berkas cahaya atau sinar-X. Abad kita telah menampilkan industri-industri besar yang didasarkan pada pengendalian penggunaan elektron. Demikian pula radio, radar, televisi, kendali otomatis, dan sebagainya. Tetapi di sini kita hanya akan mengatakan bahwa elektron hadir dalam segala macam benda, dan karena itu berarti dalam semua jenis atom.

Lalu apa yang terjadi dengan atom, bila kita mengambil satu elektronnya?
Karena elektron memiliki muatan negatif, berarti kita telah meninggalkan atom itu bermuatan positif. Dan hal itu cocok dengan apa yang kita temukan dalam aliran positif dalam tabung pelepasan listrik. Masing-masing atom dan molekul gas membawa muatan positif, yang sama banyaknya tetapi berlawanan dengan muatan elektron. Adakalanya kita menemukan atom dengan dua atau tiga kali muatan itu, yang berarti kehilangan dua atau tiga elektron. Tetapi atom demikian hanya rusak sementara, dan akan segera menemukan elektron lain untuk menggantikan yang hilang itu, sehingga kembali pada keadaan normal sebelumnya.

Lalu berapa banyak elektron dalam sebuah atom? Hal itu tergantung pada sifat kimia atom yang ditanyakan. Jika kita melewatkan pelepasan listrik melalui hidrogen, kita akan menemukan atom hidrogen yang telah kehilangan satu elektron, namun tidak pernah lebih dari itu. Maka jelaslah, atom hidrogen hanya berisi satu elektron. Dalam helium, kita menemukan atom yang kehilangan satu atau dua elektron, namun tidak pernah lebih. Dengan demikian atom helium memiliki 2 elektron. Demikian seterusnya, sehingga kita dapat mengetahui jumiah elektron dalam setiap jenis atom.

Banyak cara untuk mengetahui jumlah elektron yang mengisi sebuah atom, dan dalam setiap unsur kimia, kita menemukan atom-atom yang memiliki jum’ah elektron tertentu. Misalnya, natrium memiliki 11 elektron, khlorin 17 elektron, emas 79. Jumlah terbesar yang ditemukan dalam alam adalah 92, yaitu dalam atom uranium. Tetapi orang telah dapat membuat atom yang berisi lebih dari 100 elektron dalam laboratorium.

Lalu apa yang tertinggal dari sebuah atom, jika semua elektronnya diangkat?

Inti
Berdasarkan pertimbangan, seharusnya atom itu menjadi gumpalan benda bermuatan positif dengan beberapa lubang, seperti kue podeng yang semua kismisnya diambil. Namun kenyataannya sangat mengejutkan. Jika kita mengangkat semua elektronnya, yang tertinggal adalah segumpal benda kecil, beribu kali lebih kecil dari atom awalnya, tetapi beratnya boleh dikata sama dengan sebelum semua elektronnya diangkat. Dengan demikian, kepadatan ”inti atom” itu luarbiasa. Jika sebutir garam terbuat dari bahan yang berkepadatan seperti inti itu, maka beratnya akan beberapa ratus ton! Ini ditemukan oleh kimiawan kelahiran Selandia Batu, Ernest Rutherford, pada tahun 1911.

Atom boleh dikata berupa ruang kosong. Gumpalan inti ituberada di tengahnya, mengambang, dan electron-elektron yang jauh lebih kecil, bergerak mengitarinya. Jika kita dapat memperbesar atom semilyar kali, besarnya kira-kira sama dengan bola sepak. Tetapi dalam ukuran atom sebesar itu, kita masih memerlukan kaca pembesar untuk melihat inti atau elektronnya. Karena ia hanya berupa noktah debu.

Anehnya, atom berkelakuan seperti bola karet. Bagaimana hal itu terjadi? Bagaimana mungkin daerah ruang kosong dengan hanya beberapa zarah maha kecil di dalamnya, dapat berlaku sebagai bola karet?

Sebenarnya, menurut pengertian tertentu, bola karet itu tidak kosong sama sekali. Ia berisi medan listrik yang kuat. Memang medan listrik bukan benda, melainkan suatu keadaan regangan listrik dalam ruang; dalam hal ini regangan antara inti bermutan positif dan elektron bermuatan negatif. Bila dua atom mendekat satu sama lain, medan listrik mereka mulai membanjir, dan benda-benda menjadi agak rumit tetapi orang dapat memikirkan apa yang terjadi.

Marilah kita melihat kembali pada atom tunggal. Medan listrik cenderung menarik elektron-elektron ke arah inti, sehingga mencegah mereka terlepas. Tetapi apa yang mencegah mereka sampai tidak tertarik jatuh ke dalam inti?

Umumnya orang mengatakan, elektron berputar mengitari inti seperti planet kecil mengitari Matahari Mini. Tetapi penjelasan demikian tidak cukup. Dalam hukum fisika biasa, elektron tidak dapat berputar mengitari inti dalam jangka waktu tak terbatas. Lambat laun mereka akan bergerak dalam putaran spiral ke dalam sampai akhirnya menumbuk inti. Jika benar, maka semua atom mestinya telah runtuh sejak lama, sekalipun jika mereka dapat mengembang kembali, kita akan menjumpai atom dalam berbagai tingkat runtuh.

Tetapi melalui berbagai cara ternyata, semua jenis atom yang ada ukurannya adalah tepat sama. Satu bukti ialah, jika mereka tidak berukuran sama, mereka tidak akan pernah mengatur diri dalam pola papan permainan dam-dam an, sebagaimana yang mereka lakukan dalam kristal.

Dari kenyataan itu, hukum fisika abad 19 yang melayani kita demikian baiknya pada kehidupan sekecil atom. Kemudian penemuan dan perumusan hukum-hukum baru yang lebih tepat, yaitu hukum teori bundel (= teori kuantum), telah menimbulkan revolusi terbesar dalam fisika, yang diperkirakan sejak masa Galileo dan Newton, bahkan lebih jauh dibandingkan dengan teori kenisbian (= relativitas) Einstein.

Teori Bundel
Langkah pertama perumusan teori bundel dilakukan oleh fisikawan Jerman Max Planck, pada tahun 1899. Pada waktu itu fisikawan teori telah berusaha keras menjelaskan kenyataan-kenyataan rembesan (=radiasi) panas. Misalnya kenyataan bahwa benda yang dipanaskan, mulai bercahaya merah pada suhu sekitar 500°C. Planck melihat bahwa, kegagalan hadirnya teori-teori yang berkénaan dengan kenyataan-kenyataan sederhana demikian, tidak tertanggulangi oleh perbaikan-perbaikan kecil dalam konsepsi atom dan benda.

Konsepsi kita tentang rembesanlah yang pada dasarnya salah, yang secara tidak langsung menyatakan bahwa tenaga rembesan adalah seperti aliran yang tanpa batas, membawa ke arah kesulitan yang tak dapat diatasi. Karena itu ia mengambil langkah berani, dengan menduga bahwa tenaga rembesan terdiri dari bungkus-bungkus terbatas, yang ia sebut kuanta (= bundel).

Tidak satu pun dalam hukum-hukum rembesan yang ada, membenarkan pendapat itu, sehingga untuk beberapa tahun lamanya sebagian besar fisikawan menolaknya. Mereka menganggapnya hanya sebagai penambahan yang dibuat-buat pada bangunan konsepsi terakhir.

Orang pertama yang menaruh perhatian pada gagasan Planck adalah Albert Einstein pada tahun 1905. Dalam makalahnya yang 16 tahun kemudian memenangkan hadiah Nobel, Einstein menunjukkan bahwa yang disebut efek fotoelektrik memberikan bukti yang kuat dan sangat bebas dalam mendukung gagasan Planck. Setelah itu, secuil bukti lain secara pe‘rlahahlahan memperkuat, dan dirasakan bahwa di dalamnya mestilah ada sesuatu.

Pada tahun 1913 fisikawan Denmark, Niels Bohr, adalah orang pertama yang menerapkan gagasan teori bundal pada atom. Atom-atom dalam bunga api atau pelepasan listrik, seperti yang terjadi dalam tabung neon, memancarkan cahaya warna murni tertentu, yang tercatat seperti garis-garis spektrum. Ciri-ciri garis spektrum dari banyak jenis atom telah diketahui secara tepat, tetapi tidak seorang pun mengetahui bagaimana menerangkannya. Bahkan terhadap atom paling sederhana (hidrogen) pun, yang pola garis-garis spektrumnya diketahui mematuhi hukum matematika sederhana, tidak dapat diterangkan.

Bohr secara tepat dapat menjelaskan spektrum hidrogen, dengan membuat perkiraan-perkiraan tertentu yang mengherankan. Bahwa electron-elektron hanya diijinkan berlari mengitari inti pada orbit-orbit tertentu, hampir seperti kereta api yang bergerak pada relnya. Dan bahwa mereka dapat melompat dari satu orbit ke orbit lainnya yang lebih kecil, dengan melepaskan tenaga yang berbeda dalam bentuk bundel cahaya.

Bohr menyadari bahwa perkiraan tersebut bertentangan dengan hukum-hukum fisika yang berlaku, dan bahwa mereka bahkan tidak seluruhnya mencocoki dirinya sendiri. Ia hanya mencoba membangun sebuah model atom. Ia juga merasa bahwa sebenarnya alam atom itu terlalu lembut untuk difahami pada waktu itu. Tetapi teori itu terutama yang berciri matematis, sedikit memberi gambaran.

Jika kita mencoba menggambarkan elektron dalam atom menurut teori bundel, kita akan menjumpai kabut panjang dengan beberapa bentuk gelombang. Kesemuanya itu sangat sulit di bayangkan.Tetapi barangkali yang terbaik adalah menunjuk pada gambar elektron yang bergerak mengitari inti dalam orbit-orbit tertentu yang diijinkan, walaupun kita tahu bahwa itu adalah gambaran yang sangat kasar.

Walaupun begitu, meski teori bundel atom yang seringkali disebut “mekanika gelombang”, samar-samar dan matematis, yang hanya menyuguhkan gambaran samar-samar tentang bagaimana atom itu, namun dalam penerapan pada masalah konkritnya, sama sekali tidak samar-samar. Tidak ada sifat atom yang samasekali tidak dapat diperhitungkan dari beberapa perkiraan yang mendasari seluruh teori itu.

Marilah kita lihat beberapa contoh. Teori bundel menyatakan bahwa sebuah atom dengan sepuluh elektron, akan menjadi sangat stabil dan sempurna. Itulah sebabnya gas neon, yang memiliki 10 elektron, oleh para kimiawan disebut ”gas mulia”, tidak membentuk persenyawaan dengan unsur lain. Gas mulia lainnya adalah argon yang memiliki 18 elektron.

Khlorin yang memiliki 17 elektron, kurang satu di bawah 18, mempunyai kecenderungan kuat untuk bekerja sama dengan atom-atom yang memiliki sebuah elektron kelebihan, misalnya natrium dengan 11 elektron, atau lebih satu dari neon. Bila atom khlorin berjumpa dengan atom natrium, dengan cepat ia meminjam satu elektron dari natrium. Atom, natrium yaing telah kehilangan satu elektronnya, kini bermuatan positif, dan khlorin bermuatan negatif. Maka keduanya saling menarik satu sama lain, membentuk natrium khlorida atau garam biasa.

Dari teori bundel orang dapat memperhitungkan bagaimana atom-atom disusun, berapa jauh terpisahnya mereka, dan berapa banyak tenaga yang dilepaskan ketika misalnya garam dibentuk dari natrium dan khlorin. Tetapi perhitungan demikian umumnya sangat ruwet, sehingga orang segan bersusah payah melakukannya. Namun sebagai penguji teori, perhitungan itu diperlukan, dan ternyata telah cukup memberi keyakinan kepada kita bahwa teori itu mencocoki semua kenyataan.

Contoh lainnya, mengapa natrium adalah logam? Jawabnya, karena setiap atom natrium memiliki sebuah elektron kelebihan atau cadangan. Bila kita mempunyai sepotong natrium padat, elektron “longgarnya” dapat beredar bebas melalui seluruh potongan. Inilah sebabnya, natrium demikian adalah pengantar listrik yang baik, sifat logam yang paling khas.

Eleketron longgar yang sama, juga menjadi sebab mengapa tabung pelepasan gas yang diisi dengan uap natrium (dikenal sebagai lampu natrium) merupakan sumbef cahaya yang begitu berdaya guna. Arus listrik dalam lampu demikian kebanyakan dibawa oleh elektron dan uap dibuat cukup padat, sehingga elektron-elektron tersebut tetap bertumbukan dengan atom-atom natrium. Dalam tumbukan demikian, atom itu sering menjadi apa yang disebut ”bangkit”: elektron longgarnya didorong ke dalam orbit berikutnya yang lebih besar. Segera elektron itu jatuh kembali ke orbit normalnya dengan memancarkan –dalam hal natrium– bundel cahaya kuning. Mata manusia sangat peka pada cahaya kuning. Itulah sebabnya atom natrium sangat tepatguna dalam merubah daya listrik menjadi cahaya. Pada atom lain, kebanyakan elektronnya melompat menghasilkan cahaya merah, biru, atau bahkan ultraungu yang tidak tampak olehmata manusia.

Akhirnya mungkin Anda ingin bertanya. Mengapa atom natrium memiliki 11 elektron?

Jawabnya, tentu saja berada pada inti atomnya. Inti natrium memiliki muatan listrik positif yang sama dengan 11 elektron pengorbitnya, dan itu cenderung untuk menetralkan muatan listriknya. Inti adalah hati yang tetap; elektron hanyalah selubung ringan yang merupakan pasangan inti untuk menutupi muatan listriknya.

Proton dan Netron
Jika kita dapat memperbesar inti sebilyun kali, ia akan tampak seperti kumpulan manik-manik kecil bergaris-tengah sekitar seperdelapan inci, seperti butiran gandum. Sebagian memiliki muatan, dan sebagian lagi tidak, tetapi berat dan ukurannya hampir sama. Yang bermuatan positif disebut proton, ditemukan oleh Rutherford pada tahun 1917. Yang tidak bermuatan disebut netron, ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932.

Jumlah proton dalam inti menentukan sifat kimia atomnya. Muatan listrik sebuah proton adalah tepat sama dan berlawanan dengah muatan listrik elektron. Karena itu secara tepat, jumlah proton dalam inti akan berpasangan tepat sama dengan jumlah elektron yang mengorbitnya. Sebaliknya, jumlah netron tidak mempunyai pengaruh pada sifat kimia atom. Netron merupakan penjelas isotop sebuah unsur. Misalnya, 6 proton dalam atom karbon dapat ditemani oleh 6 atau 7 netron, sehingga karbon mempunyai dua isotop: karbon 12 dan karbon 13.

Mengapa isi karbon selalu berisi 6 atau 7 netron. Mengapa dalam alam tidak ada isotop 5 atau 8 netron?

Jawabnya, karena inti yang demikian adalah tidak stabil. Ada suatu peristiwa ganjil. Sebuah netron dapat merubah dirinya menjadi proton, atau sebaliknya. Jika inti melakukan hal itu, tenaga dilepaskan. Setiap sistem benda, cenderung menuju keadaan tenaga terendah, dan dalam inti atom keadaan itu menuntut perbandingan proton yang benar pada netron. (Lihat: Box).

Untuk inti ringan, perbandingan itu adalah satu lawan satu. Misalnya karbon 12, terdiri dari 6 proton dan 6 netron. Satu netron tambahan dapat diberikan tanpa merusak kestabilannya, tetapi tidak Iebih. Karena itu karbon 14 adalah tidak stabil. Pengubahan satu netronya menjadi proton, membuatnya menjadi nitrogen 14. Nitrogen 14 yang terdiri dari 7 proton dan 7 netron adalah stabil.

Di sebelah lain, karbon 11 yang hanya memiliki 5 netron adalah tidak stabil, karena alasan yang berlawanan: ia berisi kelebihan satu proton, padahal proton hampir sama sekali tidak dapat diterima dibandingkan dengan netron, karena ia bermuatan listrik, yang saling menolak satu terhadap lainnya. Jadi karbon 11 merubah satu protonnya menjadi netron, sehingga menjadi isotop boron 11 yang stabil.

Hingga kini sekitar 700 jenis inti tidak stabil yang berlainan telah ditemukan. Mereka disebut radioaktif, karena ketika mereka terkikis, mereka memancarkan rembesan. Ketika sebuah netron berubah menjadi proton, elektron diciptakan pada waktu yang sama, untuk mengimbangi muatan proton kelahiran baru. Pengubahan sebaliknya, dari proton ke netron menghasilkan elektron berumatan positif, positron, yaitu sebuah zarah yang bermasa hidup singkat yang tidak terdapat dalam benda stabil biasa.

Dalam contoh isotop radioaktif tertentu, setiap detiknya berjuta-juta inti diubah, dan pancaran elektron dari perubahan itu yang menghambur ke segala arah, disebut rembesan beta. Selanjutnya, setelah pengubahan proton dan netron, biasanya harus turun ke dalam kedudukan akhir mereka, dan dalam proses ini melepaskan lebih banyak tenaga. Tenaga tersebut dilepaskan dalam bentuk sinar X yang menembus, yang dalam hubungan ini disebut sinar gamma.

—————————————-
Box: Mengapa Atom Tidak Runtuh?

Menurut jawaban lama, kerangka teori bundel atom Niels Bohr menyatakan bahwa elektron tidak diijinkan jatuh ke dalam inti atom, karena setiap elektron harus menahan tenaga tertentu yang disebut tenaga keadaan dasar. Untuk jatuh ke dalam, ia harus merembeskan ke luar semua tenaganya dan tidak dapat melakukannya.

Timbul pertanyaan. Mengapa elektron tidak dapat merembeskan ke luar semua tenaganya?
Untuk selama 70 tahun pertanyaan itu tidak dapat dijawab oleh para fisikawan. Tetapi baru-baru ini, Harold Puthoff dari Institut Penelitian Lanjut di Austin, Teksas menyatakan bahwa, keadaan dasar adalah titik keseimbangan dinamis antara tenaga yang dirembeskan ke luar dan yang diserap, dari kehampaannya sendiri.

Kunci gagasan kestabllan atom ini ialah bahwa setiap sentimeter kubik ruang berisi sejumlah besar tenaga yang tidakdimanfaatkan, yang disebut-tenaga titik nol. Melalui titik inilah semua tenaga lain diukur. Tetapi menurut teori bundel modern, ia tidak nol. Lautan tenaga seragam yang tidak dimanfaatkan ini umumnya tidak memiliki hubungan praktis, karena sama di mana-mana. Tetapi kehadirannya dapat dilihat dalam beberapa percobaan, seperti pengukuran tenaga di antara dua pelat logam berjarak dekat (efek Casimir), yang ditafsirkan sebagai berhubungan dengan tenaga titik-nol yang tidak simbang disebabkan oleh hadirnya pelat-pelat itu.

Dalam dunia sehari-hari, zarah bermuatan yang dipercepat, kecepatan atau arahnya berubah, memancarkan tenaga elektromagnet. Jika sebuah etektron berlaku seperti zarah bemuatan sehari-hari, maka ketika ia mengorbit mengelilingi inti atom, ia akan memancarkan tenaga dan jatuh ke dalam.

Menurut perhitungan Puthoff yang dibuat dalam kerangka teknik analisis yang disebut elektrodinamika stochastik, tenaga itu mestinya dirembeskan, tepat seperti yang berlaku bagi zarah “klasik” dalam orbit yang cocok. Tetapi pada keadaan dasar, elektron juga menyerap tenaga, dari titik-nol medan latar belakang, pada tingkat yang sangat tepat untuk menyeimbangkan kehilangannya. Kenyataannya, keadaan elektron dasar dalam sebuah atom, ditentukan oleh titik keseimbangan ini, dan bergantung pada hadirnya lautan tenagaelektromagnet yang mendasari.

Oleh : S Anwar Effendie

Sumber: Majalah Mekatronika, No. 64 Januari 1988

Share
x

Check Also

Inovasi Farmasi-Alat Kesehatan

Ada kesempatan dalam kesulitan. Pandemi Covid-19 ini membuka peluang bagi kita untuk meraih kesempatan menjadi ...

%d blogger menyukai ini: