Dinamika Kuantum Ubah Pandangan Kimia Mengenai Struktur Asam Format

Sebuah studi ilmiah yang dipublikasikan pada Januari 2026 dalam jurnal Physical Review Letters menantang pemahaman tradisional mengenai geometri molekul Asam Format (Asam Metanoat, HCOOH), yang secara konvensional dianggap memiliki struktur planar sempurna. Penelitian terbaru ini menyimpulkan bahwa molekul tersebut bersifat tiga dimensi secara dinamis, sebuah konsekuensi dari getaran atomik minimal yang konstan, menyebabkan hilangnya simetri pada hampir setiap momennya.

Data eksperimental yang digunakan untuk mendukung temuan ini dikumpulkan di fasilitas sumber sinar-X PETRA III, yang berlokasi di pusat akselerator DESY di Hamburg. Para peneliti memanfaatkan sinar-X untuk memicu efek fotoelektrik dan efek Auger pada molekul, yang kemudian menyebabkan fragmentasi melalui ledakan Coulomb. Proses sekuensial ini diukur secara simultan menggunakan mikroskop reaksi COLTRIMS, sebuah perangkat yang dikembangkan bersama oleh tim peneliti, untuk merekonstruksi geometri molekul sesaat.

Inti dari penemuan ini adalah observasi bahwa kedua atom hidrogen dalam molekul Asam Format bergetar sedemikian rupa sehingga molekul tersebut mengadopsi bentuk kiral—tidak memiliki bayangan cermin yang dapat ditumpangkan—hampir setiap saat. Kiralitas, sifat yang sangat penting dalam biologi, biasanya dikaitkan dengan konstruksi molekul yang statis. Tim peneliti dipimpin oleh Profesor Dr. Reinhard Dörner dari Institut Fisika Nuklir di Goethe University Frankfurt, dalam kolaborasi yang melibatkan Universitas Kassel, Marburg, Nevada, Fritz Haber Institute, dan Max Planck Institute for Nuclear Physics.

Kesimpulan yang ditarik oleh para ilmuwan adalah bahwa geometri dalam ranah kuantum harus dipahami sebagai sebuah peristiwa dinamis, bukan properti statis. Molekul yang tampak datar hanyalah hasil rata-rata dari getaran atomik yang terjadi ke segala arah seiring waktu. Fenomena ini merupakan manifestasi langsung dari efek kuantum, khususnya getaran titik nol (zero-point vibrations), yang menegaskan bahwa partikel subatomik tidak pernah benar-benar diam.

Penemuan ini membalikkan pandangan historis bahwa Asam Format adalah contoh buku teks molekul planar sempurna, menandai kemajuan dalam pemahaman dinamika molekuler pada tingkat kuantum. Asam Format, yang juga dikenal sebagai asam metanoat, adalah asam karboksilat paling sederhana dan memiliki aplikasi industri dalam sektor tekstil, farmasi, dan penyamakan kulit. Kemampuan untuk mengukur geometri molekul secara instan dengan teknik canggih seperti COLTRIMS yang digabungkan dengan sinar-X berkecerahan tinggi menunjukkan kemajuan substansial dalam fisika eksperimental.