Laser Raksasa Ungkap Rahasia Atom

Bangunan di utara Jerman ini tidak mengesankan sebuah keajaiban teknologi. Tapi kesan tersebut menipu, karena 12 meter di bawah tanah terletak instalasi laser Röntgen terkuat di dunia. Untuk membangunnya pemerintah Jerman, Rusia dan beberapa negara kecil lain mengucurkan biaya sebesar 1,2 miliar Euro atau 17 triliun Rupiah.

Eksperimen ini bertujuan merekam proses kimia yang melibatkan senyawa organik, misalnya buat menjawab kenapa tubuh manusia justru memproduksi sel-sel kanker. Sejauh ini percobaan serupa di seluruh dunia selalu menemui kegagalan lantaran minimnya teknologi yang ada. Mampukah eksperimen Xfel alias X-Ray Free-Electron Laser menjawab teka teki tersebut?

Untuk mengungkap rahasia Biomolekul ilmuwan menggunakan sinar Röntgen seperti yang lazim digunakan di rumah sakit. Namun berbeda dengan dokter yang menembak tubuh manusia dengan sinar Röntgen berkali-kali buat memproduksi citra X-Ray, Xfel menembak molekul satu kali, namun dengan energi yang sangat tinggi dan dalam waktu super singkat.

Jika sinar tersebut mengenai Biomolekul, maka senyawa itu akan hancur dalam ledakan Coulomb. Rahasianya adalah merancang tembakan sinar Röntgen sesingkat mungkin (dalam hitungan femto detik), sehingga bisa memotret Molekul sebelum hancur. Dalam jargon ilmiah teknik itu disebut juga Diffraction before Destruction.

Untuk itu ilmuwan merancang pipa laser yang membentang sepanjang 3,4 kilometer. Setiap detik sebanyak 27.000 kilatan Röntgen berkelebat menyusuri pipa akselerator dan menghantam sampel di ujung terowongan. Dengan kecepatan itu ilmuwan bisa merekam reaksi kimia dengan tajam dan jelas. Xfel adalah "mikroskop dan sekaligus kamera raksasa", kata Jurubicara Xfel Eropa, Bernd Ebeling kepada situs Golem.

Fasilitas baru itu juga bakal digunakan oleh ilmuwan lintas disiplin, antara lain Fisika dan Astronomi, Kimia, Teknologi Nano, Energi, Biologi, Medis dan juga Farmasi. Terutama penelitian seputar proses kimia pada sel surya dan sel bahan bakar diharapkan mampu mempercepat pengembangan jenis energi masa depan.

Namun begitu keberadaan Xfel bukan tanpa kritik. Instalasi tersebut dianggap terlalu mahal, lantaran sebagian besar eksperimen Biomolekul tidak membutuhkan sinar laser sekuat itu. Selain itu metode merekam dengan menghancurkan Biomolekul dengan sinar Röntgen juga menghilangkan sebagian informasi penting yang dibutuhkan untuk merekonstruksi ulang struktur molekul.

Belum juga jelas apakah Xfel akan mampu mengemban tugas seperti yang diidamkan ilmuwan. Instalasi unik ini baru akan diaktifkan pada September mendatang. Namun Walikota Hamburg, Olag Scholz, yakin Xfel akan membantu "ilmuwan menerangi struktur atom pada virus dan sel-sel mahluk hidup, merekam reaksi kimia dan menambah pengetahuan tentang inti planet."