Berjalan dalam Inti Atom: Apakah Semudah Berjalan di Udara?

Inti atom adalah sebuah konsepsi yang diimajinasikan oleh para ilmuan. Apakah konsepsi ini penting? Jika merujuk pada percobaan-percobaan yang dilakukan para ilmuan, sebut saja Rutherford, yang menembaki lempeng tipis emas (Au) dengan menggunakan partikel Alpha. Karena defleksi partikel Alpha ada yang hampir 180 derajat, ini sama saja dengan menembakan sebuah peluru dan peluru tersebut balik ke penembak. Hasil ini mengungkap bahwa inti atom bermuatan positif dan terkosentrasi dipusat atom. Balik ke pertanyaan di awal, seberapa penting konsepsi imajiner inti atom dalam kehidupan manusia? Kita bisa mengingat peristiwa perang dunia II dimana tanggal 6 dan 9 Agustus 1945, sebuah bom atom pertama dijatuhkan di kota Hiroshima dan Nagasaki. Sekitar 40 ribu orang korban dan 47 km persegi, dua kota tersebut luluh lantah. Konsepsi imajiner ilmuan mengenai inti atom ternyata bisa membawa kerusakan berat di dunia realitas. Tidak tampak sepele bukan? Ini menunjukan pada manusia bahwa imajinasi manusia berkaitan dengan dengan dunia nyata manusia bahkan bisa memberikan dampak serius.

Dari judul yang ditulis, sebenarnya apakah mungkin manusia berjalan dalam sebuah inti atom? Tidak mungkin karena inti atom ukurannya sangat kecil, manusia tidak bisa masuk kedalam inti atom. Kalau imajinasi kita liarkan lagi, seandainya manusia bisa masuk kedalam inti atom, bisakah manusia berjalan dengan mudah di inti atom? Membayangkan sulit tidaknya berjalan di inti atom akan sangat mudah dengan membayangkan berjalan di air dan udara. Dalam kehidupan sehari-hari, kita tentu berjalan diudara dimana semua bagian permukaan badan (kecuali kaki) berinteraksi dengan udara (kerapatan udara 1 kg per meter persegi). Coba kita bandingkan dengan berjalan dikolam renang, dimana sebagian badan kita berinteraksi dengan air (kerapatannya 1000 kg per meter kubik) akan terasa sulit karena faktor gesekan yang besar. Jelas ini karena kerapatan air adalah seribu kali kerapatan udara. Nah, untuk membayangkan bagaimana rasanya berjalan di inti atom kita harus menghitung kerapatan inti atom, kemudian kita bandingkan kerapatan tersebut dengan kerapatan udara atau air. 

Sedikit belajar menghitung kerapatan inti atom (bagi yang tidak suka matematika sebaiknya lewati saja karena hidup tidak seperti hitungan matematis, khusus bagi peminat fisika). Perlu diketahui bahwa perbandingan jumlah nukleon terhadap volume untuk setiap inti atom hampir konstan. Ini artinya kenaikan massa inti atom akan diimbangi oleh naiknya jari-jari inti atom yang makin membesar. Dari data ini, radius sebuah inti atom dapat ditentukan dengan mudah (lihat persamaan matematika di bawah). 

 

Dimana A (jumlah nukleon), R (jari-jari inti), dan Ro (jari-jari inti terkecil: 1.2 fm (femto meter=seper seribu triliun meter). Dari data jari-jari inti ini, data mengenai kerapatan inti atom untuk 1 nukleon dengan massa 1 u (sma=satuan massa atom=1.6 x 10^(-27kg) dapat ditentukan. Lihat perhitungan dibawah ini. 

Dengan mengambil nilai A = 1u dan nilai Ro yang sudah ditetapkan di atas, perhitungan dapat dilanjutkan seperti di bawah ini.

 

 

 

Nilai kerapatan inti ini merupakan nilai kerapatan inti rata-rata yang nilainnya adalah dua ratus tiga puluh ribu triliun kali kerpatan udara atau 230 triliun kali kerapatan air. Nah itulah perhitungan kasar mengenai kerapatan inti atom yang merupakan konsepsi yang diimajinasikan oleh ilmuan. 

Setelah mengetahui nilai kerapatan inti atom, kita kembali pertanyaan dijudul tulisan ini, ketika manusia bisa masuk kedalam stuktur inti atom, apakah mudah untuk berjalan didalamnya? Kita semua dapat membayangkan berjalan di air saja sulit dibandingkan diudara karena kerapatan air 1000 kali kerapatan udara, sedangkan kerapatan inti atom adalah 200 ribu triliun kali kerapatan air, mudah atau sulit atau bingung? Mungkin hal inilah mengapa konsepsi imajiner inti atom yang realisasikan dalam sebuah atom pertama dapat meluluh lantahkan dua kota di Jepang tahun 1945. Ini juga yang merupakan salah satu penyebab Indonesia merdeka saat itu.

Catatan: Projek bom atom pertama disebut sebagai Manhattan Project dimana projek ini dipimpin oleh negara Amerika dan didukung oleh Inggris dan Kanada. Projek ini dikepalai oleh banyak ilmuan salah satu diantaranya adalah Robert Oppenheimer dan melibatkan 600 ribu pekerja.