Para ilmuwan internasional membuat gebrakan dengan berhasil mengamati secara langsung wujud cair dari karbon, unsur yang lazim kita kenal dalam bentuk grafit atau intan. Penelitian inovatif ini, dipelopori oleh kolaborasi antara Universitas Rostock dan Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), memanfaatkan fasilitas European XFEL, pusat penelitian sinar-X terkemuka dunia di dekat Hamburg, Jerman.
Karbon, dikenal sebagai material dengan titik leleh tertinggi di antara semua unsur, sekitar 4.500 derajat Celsius, menghadirkan tantangan besar dalam penelitian. Untuk mengatasi kendala wadah konvensional, tim peneliti mengadopsi teknologi kompresi laser berdaya tinggi DIPOLE100-X. Dengan teknologi ini, karbon padat dapat dicairkan dalam hitungan nanodetik.
Inti dari eksperimen ini adalah penggunaan kilatan sinar-X super cepat dari European XFEL. Sinar-X diarahkan ke sampel karbon pada saat transisi fase untuk merekam struktur atomnya. Pola difraksi yang dihasilkan, layaknya cahaya yang melewati kisi-kisi, dianalisis untuk menentukan posisi atom. Dengan pengulangan eksperimen dalam kondisi tekanan dan suhu yang sedikit berbeda, para peneliti berhasil menyusun gambaran lengkap transisi karbon dari padat ke cair.
Hasilnya sungguh menakjubkan: struktur karbon cair ternyata mirip dengan intan padat, di mana setiap atom karbon dikelilingi oleh empat atom tetangga. Penemuan ini membuktikan prediksi simulasi komputer dan membuka pemahaman baru tentang kompleksitas karbon cair, yang disebut-sebut mirip dengan air.
Lebih lanjut, penelitian ini berhasil menentukan titik leleh karbon dengan presisi tinggi. Data akurat ini sangat penting untuk pemodelan pembentukan planet dan pengembangan energi masa depan, seperti pembangkit listrik berbasis fusi nuklir.
Eksperimen ini menandai era baru dalam penelitian materi di bawah tekanan ekstrem. Kini, para ilmuwan memiliki alat yang mumpuni untuk mempelajari materi dalam kondisi ekstrim dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya.
