Sebuah tim ilmuwan telah mencapai terobosan signifikan dalam fisika material dengan berhasil mengukur suhu atom dalam materi yang sangat panas dan padat menggunakan laser MEC di SLAC National Accelerator Laboratory.
Penelitian ini memanaskan sampel emas hingga suhu ekstrem 19.000 Kelvin (sekitar 18.726 derajat Celsius), lebih dari 14 kali titik leleh emas, tanpa menyebabkan material tersebut meleleh. Fenomena ini mendukung teori bahwa pemanasan yang sangat cepat dapat mencegah ekspansi material, sehingga mempertahankan struktur padatnya. Metode pengukuran suhu atom secara langsung ini merupakan kemajuan besar, mengingat kesulitan dalam menentukan suhu pada kondisi "warm dense matter" (WDM), yang dicirikan oleh kepadatan mendekati padat namun dengan suhu tinggi.
Kondisi WDM banyak ditemukan di alam semesta, seperti di inti planet besar dan cakram akresi bintang, namun sulit direplikasi dan diukur di laboratorium. Sebelumnya, pengukuran suhu dalam kondisi ekstrem selalu merupakan perkiraan dengan ketidakpastian besar, yang menghambat pengembangan model teoritis. Tim peneliti, yang dipimpin oleh ilmuwan dari Queen's University Belfast dan menggunakan fasilitas canggih seperti Linac Coherent Light Source (LCLS) di SLAC, mengamati perilaku emas yang tidak biasa ketika dikenai pulsa laser berenergi tinggi. Alih-alih terurai, emas justru menjadi lebih kuat dan lebih tangguh karena gaya yang mengikat atom-atomnya menjadi lebih kuat, menyebabkan atom bergetar lebih cepat. Fenomena ini dikenal sebagai "phonon behavior", yang menunjukkan bagaimana laser intens dapat mengubah respons kisi atom dalam logam.
Penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Nature ini tidak hanya memvalidasi teori fisika material pada kondisi ekstrem, tetapi juga membuka jalan baru untuk eksplorasi lebih lanjut. Para peneliti mengusulkan bahwa dengan memanaskan material dengan kecepatan yang cukup tinggi, mungkin tidak ada batasan atas untuk material superpanas. Penemuan ini memiliki implikasi luas untuk pemahaman fundamental tentang materi di bawah kondisi ekstrem, serta potensi aplikasi dalam manufaktur, seperti pemesinan laser dan pengembangan material yang lebih tahan lama untuk industri kedirgantaraan dan otomotif. Kemampuan mengukur suhu atom secara akurat dalam kondisi yang menantang ini merupakan langkah penting dalam memahami sifat-sifat alam semesta dan memanfaatkannya untuk kemajuan teknologi.