Metode 'Meja' Baru MIT Menggunakan Elektron Molekuler untuk Mengintip Inti Atom

Fisikawan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah mengumumkan pengembangan metode inovatif untuk menyelidiki struktur internal inti atom. Pendekatan ini sangat revolusioner karena tidak memerlukan penggunaan akselerator partikel berskala besar yang biasanya membutuhkan infrastruktur raksasa. Sebaliknya, para ilmuwan memanfaatkan elektron yang ada dalam molekul radium monofluorida (RaF) sebagai probe internal. Ini pada dasarnya merupakan pendekatan 'meja' yang terjangkau dan ringkas untuk fisika fundamental, membuka jalan baru dalam penelitian. Pencapaian luar biasa yang berpotensi mengubah cara kita memahami materi ini dipublikasikan secara resmi dalam jurnal ilmiah bergengsi, Science, pada tanggal 23 Oktober 2025.

Inti dari metode yang cerdik ini adalah penciptaan molekul spesifik di mana atom radium terikat erat dengan atom fluor. Dalam lingkungan molekuler yang unik dan terkendali ini, elektron yang mengorbit inti radium mengalami medan listrik internal yang sangat besar. Kekuatan medan ini jauh melampaui medan yang dapat dihasilkan dalam kondisi laboratorium konvensional. Penguatan medan yang ekstrem ini secara signifikan meningkatkan probabilitas elektron untuk menembus inti radium dalam waktu yang sangat singkat, memungkinkannya berinteraksi langsung dengan proton dan neutron di dalamnya. Ketika elektron keluar dari inti, mereka membawa pergeseran energi yang sangat halus—semacam 'pesan nuklir' yang terenkripsi. Pesan inilah yang kemudian diukur dengan presisi tinggi oleh para peneliti untuk mendapatkan informasi mendalam dan detail tentang komposisi internal inti.

Teknik mutakhir yang dikembangkan oleh tim MIT ini memungkinkan pengukuran 'distribusi magnetik nuklir' untuk pertama kalinya. Distribusi ini sangat penting karena menggambarkan susunan timbal balik proton dan neutron di dalam inti atom. Penulis utama studi ini, Shane Wilkins, menggambarkan tindakan menempatkan radium radioaktif ke dalam molekul sebagai langkah ilmiah yang sangat elegan, secara efektif mengubah molekul tersebut menjadi kolider partikel mikroskopis. Penelitian penting ini merupakan hasil kolaborasi erat dengan eksperimen CRIS (Collinear Resonance Ionization Spectroscopy Experiment) yang berlokasi di CERN, Swiss, di mana pengukuran-pengukuran krusial berhasil dilakukan. Tim peneliti yang terlibat dalam terobosan ini juga mencakup nama-nama penting lainnya, yaitu Ronald Garcia Ruiz dan Silviu-Marian Udrescu.

Penemuan ini membawa implikasi yang mendalam, terutama bagi pemahaman kita tentang kosmologi. Inti radium dikenal memiliki asimetri bentuk buah pir yang tidak biasa, berbeda secara mencolok dengan sebagian besar inti atom lain yang cenderung berbentuk bola sempurna. Deformasi inti yang tidak simetris ini diperkirakan memperkuat pelanggaran halus terhadap simetri fundamental. Pelanggaran simetri ini mungkin menjadi kunci untuk menjelaskan salah satu misteri terbesar alam semesta: dominasi materi atas antimateri. Pemetaan distribusi magnetik yang berhasil dilakukan oleh tim ini dapat memberikan data empiris yang sangat krusial untuk mendukung model teoretis yang berupaya menjelaskan ketidakseimbangan kosmik tersebut.

Keunggulan utama metode ini terletak pada sifatnya yang ringkas dan efisien. Berbeda dengan pendekatan tradisional yang membutuhkan kompleks akselerator sepanjang berkilo-kilometer, metode molekuler ini jauh lebih mudah diakses dan membuka cakrawala baru untuk mempelajari molekul radioaktif tidak stabil lainnya. Ini termasuk molekul-molekul yang mungkin terbentuk dalam fenomena kosmik ekstrem, seperti ledakan supernova. Dengan demikian, metode 'meja' ini tidak hanya memajukan fisika inti, tetapi juga memberikan alat baru bagi para ilmuwan untuk memahami materi di luar Bumi dengan cara yang belum pernah terpikirkan sebelumnya.