TLDR
Penelitian ini menunjukkan bagaimana partikel koloidal dapat berperilaku secara tidak biasa di bawah medan listrik, dengan interaksi yang tidak saling menguntungkan. Kluster yang terbentuk dari pasangan partikel tidak terus tumbuh, tetapi malah sering terurai dan membentuk kembali, menciptakan dinamika yang unik. Penerapan dari penelitian ini dapat bermanfaat dalam pengembangan material yang dapat diprogram dan sistem mikrorobotik yang dikendalikan secara eksternal. Pomodo.id - Penelitian terbaru dari Jepang mengungkapkan cara baru di mana ribuan partikel mikro dapat secara spontan berpasangan, bergerak, dan mengatur ulang diri mereka dengan cara yang melanggar simetri aksi-reaksi Newton. Penelitian ini dilakukan oleh Yutaka Sumino, PhD, dan Kiwamu Yoshii, PhD, yang merupakan profesor di Fakultas Teknik Lanjutan di Universitas Sains Tokyo. Mereka menciptakan sebuah sistem koloid berskala besar yang terdiri dari lebih dari 10,000 partikel koloid dan mengamati perilaku partikel-partikel tersebut selama lebih dari satu jam. Dengan menggunakan medan listrik bolak-balik, partikel yang berbeda ukuran mulai saling berinteraksi secara tidak seimbang. Partikel yang lebih besar menarik partikel yang lebih kecil dengan kekuatan lebih besar dibandingkan sebaliknya. Interaksi ini menyebabkan partikel pasif membentuk pasangan dan bergerak melalui cairan.Sistem yang diteliti menghasilkan contoh fisika banyak-badan yang tidak timbal balik secara eksperimen, di mana pelanggaran simetri aksi-reaksi memberikan munculnya fenomena kolektif. Dalam sistem pasif biasa, interaksi bersifat timbal balik. Menurut hukum gerak ketiga Newton, setiap aksi diimbangi dengan reaksi yang sama dan berlawanan. Ketika satu objek memberikan gaya pada objek lain, objek kedua memberikan gaya yang sama namun berlawanan sebagai tanggapan. Namun, penelitian ini menunjukkan bahwa interaksi yang tidak timbal balik dapat dibuat tanpa melanggar prinsip dasar fisika.Untuk membangun sistem dengan interaksi tidak timbal balik, tim peneliti mengapungkan partikel koloid polistirena dengan radius 1 dan 1,5 mikrometer di dalam air. Partikel-partikel tersebut kemudian dikurung di antara elektroda transparan. Dengan cara ini, hasil penelitian ini dapat menantang pemahaman konvensional tentang bagaimana partikel bergerak dalam cairan.
Interaksi Tidak Timbal Balik
Interaksi tidak timbal balik mengacu pada situasi di mana satu partikel dapat mempengaruhi partikel lain tanpa adanya reaksi yang setara. Ini penting karena meningkatkan pemahaman kita tentang dinamika partikel di berbagai konteks, dari ilmiah hingga industri. Masyarakat sering kali menganggap bahwa semua interaksi harus bersifat timbal balik, namun penelitian ini menunjukkan bahwa interaksi bisa dirancang untuk memberikan efek berbeda pada partikel yang terlibat.
Sementara penelitian ini sangat inovatif, masih ada tantangan untuk diterapkan di dunia nyata. Misalnya, meskipun pemahaman kita tentang interaksi tidak timbal balik telah meningkat, implementasinya di skala besar dan dalam aplikasi praktis membutuhkan penelitian lebih lanjut. Hal ini terutama penting ketika mempertimbangkan dampak terhadap sistem yang lebih kompleks yang beroperasi di dunia nyata.Inovasi ini mungkin tidak hanya relevan bagi para ilmuwan fisika di Jepang, tetapi juga bagi peneliti di negara-negara lain, termasuk Indonesia. Dengan pertumbuhan sektor teknologi dan penelitian ilmiah yang semakin pesat di Indonesia, pemahaman lebih dalam tentang interaksi partikel ini bisa memberi kontribusi terhadap pengembangan teknologi baru dalam berbagai bidang, seperti bioteknologi dan nano-material. Penelitian lebih lanjut bisa membuka jalan bagi aplikasi industri, termasuk dalam pengembangan material baru atau sistem pengolahan yang lebih efisien.
