Materi eksotis
Materi eksotis adalah materi yang memiliki sifat aneh dan melanggar kondisi energi lemah.[1] Materi eksotis pertama kali diteorikan secara kolaboratif oleh Einstein dan Satyendra Nath Bose pada awal 1920-an sebagai keadaan materi kelima (bersama padat, cairan, gas, dan plasma), diciptakan di laboratorium Atom Dingin di atas kapal ISS. Dalam lingkungan ini, atom diperlambat dengan sinar laser (proses yang dikenal sebagai 'pendinginan laser') dan suhunya dikurangi hingga nol mutlak. Perubahan keadaan yang hasilnya dikenal sebagai kondensat Bose-Einstein.[2]
Gas superdingin inilah yang dibicarakan Bose dan Einstein - materi eksotis yang tidak lagi menunjukkan perilaku yang umum pada atom, melainkan ada dalam satu keadaan kuantum. Inilah yang menyebabkan 'eksotisme' atom ini; mereka tidak dapat dibedakan sebagai partikel individu. Sebaliknya, mereka telah invidualitas mereka, dan mulai bertindak lebih seperti gelombang.[3] Misalnya, sebuah studi bekerja dengan apa yang disebut superfluida, isotop helium yang sifat kuantumnya memungkinkan mereka untuk melawan gravitasi, melarikan diri dari wadah dengan merayap ke atas dan melewati dinding.[4]
Materi eksotis sulit untuk menyelamatkan definisi diskrit, karena ada sejumlah jenis yang diusulkan. Yang utama adalah sebagai berikut:
- Materi eksotis muncul sebagai sumber kelengkungan negatif dan percepatan perluasan alam semesta dan antigravitasi, kerapatan energi negatif, suhu negatif, dan/atau entropi negatif.[5] Materi eksotis, dalam keadaan serupa digunakan sebagai istilah umum untuk pada bentuk materi apapun yang kurang dipahami, seperti materi gelap atau materi cermin.[6]
- Materi eksotis yang menganut prinsip fisika arus utama, namun terwujud dalam bentuk yang sangat jarang ditemui, seperti cairan putaran kuantum, materi fotonik, atau kondensat Bose-Einstein yang berhasil diproduksi di ISS.[7]
Tetapi bentuk paling aneh dari materi eksotis adalah yang diselidiki oleh para kosmolog, seperti identitas sebenarnya dari apa yang disebut materi gelap. Hal ini secara luas dianggap meliputi galaksi, dan dianggap sebagai suatu partikel eksotis yang tidak seperti proton, neutron, dan elektron penyusun materi standar.[8] Dan yang lainnya adalah supernova pembentuk lubang hitam.[9]
Sifat
Relativitas umum tidak dapat menjelaskan materi eksotis - menurut relativitas umum, materi eksotis tidak ada.[10] Materi eksotis itu aneh karena memiliki massa negatif atau energi negatif, memungkinnya bertindak semacam antigravitasi.[11] Sebagai contoh, materi gelap memiliki sifat yang aneh, tidak berinteraksi dengan materi barion, tidak terlihat dan dideteksi, tetapi dapat menghasilkan efek gravitasi yang tampak pada galaksi dan gugus galaksi.[12]
Materi eksotis dapat melanggar hukum fisika tertentu.[13] Seperti superpadat, menggabungkan karakteristik padat dari padatan dan aliran cairan pada tingkat atom, sehingga mewujudkan sifat superfluiditas seperti cairan.[14] Meski begitu, beberapa teori mengizinkan keberadaan materi eksotis, seperti efek Casimir. Bayangkan dua lembaran logam netral dalam ruang hampa, hampir tetapi tidak cukup untuk menyentuh nanometer. Foton yang panjang gelombangnya tidak sesuai dengan celah akan terpotong, mengurangi energi vakum; nyatanya celah itu sebenarnya memiliki energi negatif.[15]
Aplikasi hipotetis
Materi eksotis adalah dasar dari banyak kemungkinan teoretis yang menarik, seperti lubang cacing, mesin waktu, dan bahkan yang disebut model hari kiamat kosmologis doh mana kepadatan energi alam semesta terus meningkat.[16]
Lubang cacing
Untuk menciptakan lubang cacing, dibutuhkan sebuah materi eksotis. Walaupun ada, materi eksotis hanya diamati dalam jumlah yang sangat kecil - tidak cukup untuk membuka lubang cacing.[17][18] Materi eksotis semacam ini mungkin bersifat antigravitasi dan dibutuhkan, yang pada gilirannya membutuhkan efek mekanis kuantum.[19] Ini mampu menggerakkan lubang cacing yang dapat dilalui.[20]
Perjalanan waktu
Dan melakukan perjalanan waktu, dibutuhkan sejenis materi eksotis khusus, yang disebut dengan kepadatan massa negatif. Materi eksotis semacam itu memiliki sifat yang aneh, termasuk bergerak berlawanan arah dengan materi normal saat didorong. Masalahnya adalah massa negatif tidak diketahui keberadaannya di alam semesta.[21]
Teknologi warp
Dalam relativitas umum, untuk membangun teknologi warp, digunakanlah pendorong Alcubierre.[22] Teknologi seperti ini membutuhkan penggunaan massa negatif dan energi negatif, dan dapat berjalan lebih cepat dari kecepatan cahaya.[23]
Lihat pula
- Antimateri
- Energi gelap
- Materi gelap
- Teori gravitasi pada antimateri
- Materi cermin
- Massa negatif
- Materi aneh
- Materi QCD
Referensi
- ↑ Dan N. Vollick. How to produce exotic matter using classical fields. Physical Review D. 1997-10-15. Vol. 56 (8). hlm. 4720–4723. doi:10.1103/PhysRevD.56.4720.
- ↑ Max Gorynski. What the Creation of Exotic Matter on the ISS Means for the Future of Science. Medium. 2020-06-26.
- ↑ Max Gorynski. What the Creation of Exotic Matter on the ISS Means for the Future of Science. Medium. 2020-06-26.
- ↑ Robert Matthews. What is exotic matter?. www.sciencefocus.com.
- ↑ Sung-Won Kim. The Physical Properties of Exotic Matter. ResearchGate. June 2009. doi:10.3938/jkps.54.2196.
- ↑ Max Gorynski. What the Creation of Exotic Matter on the ISS Means for the Future of Science. Medium. 2020-06-26.
- ↑ Max Gorynski. What the Creation of Exotic Matter on the ISS Means for the Future of Science. Medium. 2020-06-26.
- ↑ Robert Matthews. What is exotic matter?. www.sciencefocus.com.
- ↑ Ken'ichiro Nakazato. Stellar Core Collapse and Exotic Matter. Proceedings of the International Astronomical Union. 2011/04. Vol. 7 (S279). hlm. 367–368. doi:10.1017/S1743921312013385.
- ↑ Wormhole Is Best Bet for Time Machine, Astrophysicist Says Live Science. www.livescience.com.
- ↑ Marcus Woo. Will we ever… travel in wormholes?. www.bbc.com.
- ↑ Dark Matter and Dark Energy's Role in the Universe. Science. 2017-01-10.
- ↑ Could Exotic Matter Provide an Infinite Source of Energy?. phys.org.
- ↑ We Just Got The Best Evidence Yet of an Exotic 'Supersolid' State of Matter. www.sciencealert.com.
- ↑ The Scientists Who Won't Give Up On The Warp Drive. Gizmodo Australia. 2020-04-30.
- ↑ Could Exotic Matter Provide an Infinite Source of Energy?. phys.org.
- ↑ Wormhole Is Best Bet for Time Machine, Astrophysicist Says Live Science. www.livescience.com.
- ↑ Peter K. F. Kuhfittig. Noncommutative-geometry wormholes without exotic matter. arXiv:2008.06728 [gr-qc]. 2020-08-19.
- ↑ John L. Friedman. Topological censorship. Physical Review Letters. 1993-09-06. Vol. 71 (10). hlm. 1486–1489. doi:10.1103/physrevlett.71.1486.
- ↑ Marco Chianese. Characterising exotic matter driving wormholes. The European Physical Journal Plus. 2017-04-12. Vol. 132 (4). hlm. 164. doi:10.1140/epjp/i2017-11475-y.
- ↑ Time Travel: Theories, Paradoxes & Possibilities Space. www.space.com.
- ↑ Gabriele U. Varieschi. Conformal Gravity and the Alcubierre Warp Drive Metric. ISRN Astronomy and Astrophysics. 2013-01-15.
- ↑ Miguel Alcubierre. The warp drive: hyper-fast travel within general relativity. Classical and Quantum Gravity. 1994-05-01. Vol. 11 (5). hlm. L73–L77. doi:10.1088/0264-9381/11/5/001.
Sumber dan atribusi
Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 19021139 (2021-08-25T12:27:59Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.