Marah atas apa-apa? Nah, Anda tidak konyol: Beberapa atom mungkin membentuk ikatan nyata dengan "tidak ada."
Sementara ikatan kimia khas memerlukan dua entitas, ada satu jenis atom yang mungkin dapat mengikat ke atom "hantu" atau yang tidak ada, menurut sebuah makalah baru yang diterbitkan 12 September dalam jurnal Physical Review Letters.
Seperti halnya planet tata surya kita yang mengorbit di sekitar matahari, elektron mengorbit di sekitar inti atom. Semakin jauh orbitnya, semakin tinggi energi elektronnya. Tetapi dengan dorongan energi, elektron sering kali dapat mengorbit - dan beberapa menempuh jarak.
Atom Rydberg memiliki satu elektron yang melompat ke orbit yang jauh, jauh dari nukleus. "Pada dasarnya, setiap atom dalam tabel periodik dapat menjadi atom Rydberg," kata penulis senior Chris Greene, seorang profesor fisika dan astronomi terkemuka di Universitas Purdue, kepada Live Science. Yang diperlukan hanyalah menyinari laser pada atom, memberikan elektronnya sedikit energi.
Atom Rydberg "tidak biasa dari sudut pandang kimia," kata Greene. Itu karena sebuah elektron tereksitasi yang melompat sangat jauh dari nukleus atom dapat bertabrakan berulang kali dengan sebuah elektron dalam atom keadaan-darat terdekat - atau elektron di mana semua elektronnya berada dalam keadaan energi serendah mungkin. Setiap kali bertabrakan, ia menarik atom keadaan-tanah sedikit demi sedikit, akhirnya menjebaknya dalam apa yang disebut ikatan trilobit.
"Interaksi yang sangat kecil ini dengan atom yang jauh," dapat berinteraksi dengan atom Rydberg sehingga molekul yang dihasilkan terlihat seperti fosil arthropoda yang punah yang disebut trilobita, kata Greene.
Molekul trilobit pertama kali diprediksi ada pada tahun 2000 dan diamati secara eksperimental 15 tahun kemudian. Tapi sekarang, Greene dan timnya memprediksi bahwa ada cara untuk "menipu" atom Rydberg untuk membentuk ikatan dengan, yah, tidak ada apa-apa.
Yang perlu mereka lakukan adalah melakukan sedikit pahatan.
Dalam eksperimen murni teoretis, tim menggunakan algoritma komputer untuk mengetahui urutan pulsa elektrik dan magnetik yang dapat mereka terapkan pada atom hidrogen Rydberg, membentuknya sedemikian rupa untuk membentuk ikatan trilobit.
Selama setiap pulsa listrik, orbital elektron dari atom hidrogen Rydberg dapat diregangkan; dan selama setiap pulsa magnetik, itu bisa diputar sedikit, kata Greene.
"Agak mengherankan, pada tahap menengah sebelum pulsa akhir diterapkan pada atom, keadaan elektron ikatan tidak terlihat sama sekali seperti trilobit," kata Greene. "Itu hanya menjadi fokus yang tajam sebagai kondisi yang diinginkan pada akhir denyut nadi terakhir."
Perhitungan mereka menunjukkan bahwa, seperti laba-laba yang menembak jaringnya ke ruang kosong, dimungkinkan bagi atom Rydberg untuk membentuk ikatan trilobit dengan atom "hantu".
"Elektron itu berperilaku persis seolah-olah itu terikat pada sebuah atom, tetapi tidak ada atom yang terikat," kata Greene. Dan ia melakukannya dengan cara yang sangat terarah, artinya ia menunjuk ke tempat yang hampir pasti di ruang angkasa di mana ia akan terikat pada atom keadaan-dasar. Ikatan tanpa apa pun ini, menurut mereka, harus bertahan setidaknya 200 mikrodetik.
"Kami cukup percaya diri," bahwa ini akan berlaku jika mereka mencobanya secara eksperimental, kata Greene. Tetapi untuk itu agar benar secara eksperimental, para peneliti perlu mencari cara untuk menyinkronkan pulsa dan memblokir bidang eksternal, yang bisa menjadi rintangan besar untuk dihapus, menurut American Physical Society.
Greene berharap untuk mencari tahu apakah ada cara lain untuk "mengelabui" elektron agar tidak membuat ikatan apa pun, seperti dengan menggunakan gelombang mikro atau pulsa laser cepat. Dia mencurigai bahwa atom-atom ini, yang terikat pada apa-apa, dapat berperilaku berbeda jika diminta untuk menjalani reaksi kimia.
