Entropi, konsep sentral dalam ilmu termodinamika, sering kali muncul dalam sistem-sistem tertentu tetapi sulit diukur secara langsung. Namun, penelitian terbaru dari Chalmers University of Technology dan Heinrich Heine University Düsseldorf telah menghadirkan terobosan baru dalam pemahaman tentang bagaimana entropi dihasilkan pada skala waktu yang sangat singkat dalam material-material yang disetrum oleh laser.
Matthias Geilhufe, seorang peneliti, menjelaskan bahwa entropi adalah ukuran dari seberapa tidak terbaliknya suatu proses dalam fisika. Dua abad yang lalu, konsep ini sangat penting dalam membangun dasar teoritis bagi mesin-mesin, yang pada gilirannya mempengaruhi revolusi industri. Saat ini, dengan kemajuan teknologi nano dan kuantum, pemahaman tentang entropi tetap krusial.
Geilhufe menggunakan analogi sederhana untuk menjelaskan konsep ini. Misalnya, ketika gula larut dalam air, sistem yang terdiri dari air dan gula secara bertahap meningkatkan tingkat kekacauan atau entropinya. Namun, proses sebaliknya, di mana gula secara spontan membentuk kembali gula padat, tidak pernah terjadi.
Dalam upaya untuk memahami bagaimana entropi diproduksi dalam material yang disetrum oleh laser, Geilhufe bersama dengan rekan-rekannya telah mengembangkan model komputasi. Mereka menemukan bahwa dalam material kristalin seperti SrTiO3 atau KTaO3, getaran getaran kisi kristal, disebut fonon, dapat menghasilkan entropi dengan cara yang sama seperti bakteri dalam air. Temuan ini memberikan wawasan baru tentang bagaimana entropi dan panas diproduksi dalam bahan-bahan semacam itu yang tereksitasi laser.
Penemuan ini juga membuka pintu untuk penelitian lebih lanjut dalam bidang material ultra cepat, yang pada gilirannya dapat membantu merancang teknologi masa depan.
Referensi:
[1] https://www.chalmers.se/en/current/news/f-new-method-to-measure-entropy-production-on-the-nanoscale/ diakses pada 30 Maret 2024
[2] Lorenzo Caprini, Hartmut Löwen, R. Matthias Geilhufe. Ultrafast entropy production in pump-probe experiments. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-44277-w
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.