Tim peneliti dari University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering dan Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) di Italia menggunakan simulasi mekanika kuantum untuk menjelaskan perubahan kimia pada es yang dipaparkan cahaya ultraviolet. Hasil penelitian dipublikasikan di Proceedings of the National Academy of Sciences.
Permasalahan ini muncul dari eksperimen pada 1980-an yang menunjukkan perbedaan penyerapan setelah beberapa menit dan setelah berjam-jam paparan UV. Simulasi menunjukkan bahwa jenis defek dalam kisi kristal es—seperti kekosongan, ion hidroksida, dan defek Bjerrum—mengubah spektrum penyerapan. Kehadiran ion hidroksida menggeser penyerapan awal, sedangkan defek Bjerrum menyebabkan perubahan yang lebih besar.
Pada tingkat molekuler, cahaya UV dapat memecah air menjadi ion hidronium, radikal hidroksil, dan elektron bebas. Elektron itu kadang menyebar melalui es atau terperangkap di rongga kecil. Tim kini berkolaborasi dengan eksperimen dan berencana memodelkan kombinasi defek, permukaan, dan air lelehan. Temuan ini relevan untuk pelepasan gas dari permafrost dan kimia di bulan es seperti Europa dan Enceladus.
Kata-kata sulit
- simulasi — model komputer untuk meniru kejadian nyata
- mekanika kuantum — cabang fisika yang mempelajari partikel sangat kecil
- kisi kristal — susunan teratur atom atau molekul padat
- defek — kerusakan atau kekurangan dalam struktur padatdefek Bjerrum
- ion hidroksida — partikel bermuatan yang berasal dari molekul air
- spektrum penyerapan — rentang warna atau energi yang diserap oleh bahan
- radikal hidroksil — molekul reaktif dengan satu atom oksigen dan hidrogen
- elektron — partikel bermuatan negatif kecil di sekitar inti atomelektron bebas
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Bagaimana kombinasi defek dan permukaan es bisa mempengaruhi pelepasan gas di permafrost menurutmu?
- Apakah menurutmu simulasi komputer cukup untuk memahami kimia es, atau masih perlu eksperimen? Jelaskan alasanmu.
- Mengapa hasil penelitian tentang kimia di bulan es seperti Europa penting bagi penelitian ruang angkasa?
Artikel terkait
Simulasi Pengalaman Hampir Mati dengan Realitas Virtual Kurangi Rasa Takut
Sebuah studi pilot menemukan bahwa satu sesi realitas virtual yang meniru pengalaman hampir mati menurunkan kecemasan terhadap kematian dan stres pada peserta. Penelitian itu melibatkan mahasiswa dan menggunakan survei sebelum dan sesudah sesi.
Tagatose: gula langka yang dibuat dari glukosa oleh bakteri
Peneliti Tufts mengembangkan cara membuat tagatose, pemanis mirip gula, dengan merekayasa bakteri Escherichia coli. Metode ini menggunakan enzim baru dari jamur lendir dan menghasilkan tagatose lebih efisien, serta aman menurut otoritas kesehatan.