Sumber ilustrasi: Freepik
29 Agustus 2025 14.05 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [29.08.2025] Fenomena dalam film di mana karakter dapat menembus dinding seolah tidak memiliki massa mungkin tampak mustahil, namun memicu pertanyaan menarik secara ilmiah. Secara teori, atom yang menyusun segala benda di alam semesta ini sebagian besar terdiri dari ruang kosong. Inti atom yang sangat kecil berada di tengah, sementara elektron berputar di sekitarnya pada jarak yang jauh relatif terhadap ukurannya. Hal ini menimbulkan pertanyaan mendasar: jika atom sebagian besar kosong, mengapa benda padat seperti dinding terasa padat dan tidak dapat ditembus?
Dua prinsip fisika mendasar menjadi penghalang utama dalam upaya menembus dinding: tolakan elektrostatik dan prinsip pengecualian Pauli. Kedua prinsip ini bekerja pada tingkat subatomik untuk menjaga agar atom-atom tidak saling menembus dan tetap mempertahankan bentuk serta struktur materi padat.
Dalam pendekatan mekanika kuantum, elektron dalam atom tidak berputar secara teratur seperti planet mengelilingi matahari. Sebaliknya, elektron membentuk awan probabilitas—wilayah yang menggambarkan kemungkinan keberadaan elektron. Awan ini membawa muatan negatif dan menyebabkan tolakan elektrostatik ketika dua atom saling mendekat. Steven Rolston, seorang fisikawan dari University of Maryland, menjelaskan bahwa tolakan ini mirip seperti gaya yang terjadi ketika dua kutub magnet yang sama didekatkan: keduanya akan saling tolak.
Akan tetapi, tolakan elektrostatik saja tidak cukup untuk menjelaskan fenomena ini. Prinsip pengecualian Pauli juga berperan penting. Prinsip ini menyatakan bahwa dua partikel jenis fermion, seperti elektron, tidak dapat berada dalam keadaan energi yang sama atau di tempat yang sama pada waktu bersamaan. Ketika dua awan elektron dari dua atom mulai bersinggungan, sistem secara alami akan mencegah terjadinya tumpang tindih karena hal itu melanggar prinsip ini. Raheem Hashmani dari University of Wisconsin-Madison menambahkan bahwa ketika elektron mulai saling mendekat dan awan probabilitas mereka bertabrakan, prinsip ini langsung aktif.
Meskipun kedua prinsip ini menjelaskan mengapa materi terasa padat, mekanika kuantum menghadirkan satu pengecualian menarik: kemungkinan terjadinya tunneling kuantum. Fenomena ini terjadi ketika gelombang partikel, seperti elektron, secara probabilistik bisa melewati penghalang energi yang secara logika seharusnya tidak bisa ditembus. Gelombang ini, alih-alih berhenti sepenuhnya, akan meluruh secara eksponensial saat memasuki penghalang. Jika penghalang cukup tipis, ada kemungkinan sangat kecil bahwa partikel akan muncul di sisi lainnya.
Namun demikian, probabilitas terjadinya tunneling kuantum pada skala makroskopik, seperti manusia menembus dinding, hampir nol. Hashmani memperkirakan peluangnya sekitar 1 banding 10 pangkat 10 pangkat 30, angka yang sangat kecil hingga tidak dapat diproses oleh kalkulator manapun. Rolston menambahkan bahwa kemungkinan tersebut begitu kecil sehingga hampir tidak mungkin terjadi bahkan sepanjang usia alam semesta.
Meskipun atom sebagian besar terdiri dari ruang kosong, dua prinsip fisika kuantum, tolakan elektrostatik dan prinsip pengecualian Pauli, memastikan bahwa atom-atom tidak dapat saling menembus. Inilah yang membuat materi terasa padat dan tidak bisa dilalui, meskipun secara teoritis terdapat “ruang kosong” dalam struktur atomnya.
Fenomena tunneling kuantum memberikan kemungkinan bahwa partikel dapat menembus penghalang secara probabilistik, tetapi peluang tersebut sangat kecil untuk diterapkan pada makhluk hidup atau benda besar. Maka, meskipun menarik dibayangkan, kemampuan berjalan menembus dinding tetap berada di ranah fiksi ilmiah, bukan kenyataan ilmiah.
Diolah dari artikel:
“Why can’t we walk through walls if atoms are mostly empty space?” oleh Larissa G. Capella.
