INDEKSMEDIA.ID — Membuat ilmuwan hidup dalam lingkaran kebingungan, akhirnya misteri 400 tahu ini telah dipecahkan.
Misteri ini sudah bertahan hingga abad 20, namun hasil yang para ilmuan dapatkan merupakan kejutan yang tak terbayarkan.
Misteri yang membuat ilmuwan kebingungan itu adalah ‘Prince Rupert’s drops’ (Tetesan Pangeran Rupert) yang masyhur pada 1660.
Maksud dari misteri itu adalah bagaimana permen kaca kecil yang memiliki bentuk tetesan air mampu bertahan dari hantaman palu.
“Di satu sisi, kepalanya mampu menahan hantaman, di sisi lain, ekornya bisa dipatahkan hanya dengan sedikit tekanan jari, dan beberapa mikrodetik semuanya hancur menjadi bubuk halus disertai suara letupan tajam,” kata rekan penulis Srinivasan Chandrasekar seperti dikutip dari laman natioanlgeographyc.
Buka hanya sebagai Profesor teknik industri, Chandrasekar juga adalah direktur Pusat Pemrosessn Bahan dan Tribologi di Purdue University Indiana.
Dirinya menyatakan bahwa sekarang, penelitian anyar mengungkap, kepala tetesan kaca kecil itu punya daya tak tergoyahkan karena gaya tekan yang bekerja pada bagian luar tetesan.
Gara-gaya itu, menurutnya, menyaingi gaya tekan dalam berbagai bentuk seperti baja.
Misteri Kaca
Tetesan Pengeran Rupert tersebar luas kali pertama pada 1660, tatkala Pangeran Rupert asal Rhine (Jerman) penasaran terhadap Raja Charles II Inggris.
Tetesan air mata itu besar kemungkinan sudah diketahui oleh banyak para peniup kaca ratusan tahun sebelumnya.
Charles pun kemudian menyerahkannya ke Royal Society, suatu penerbitan dalam bidang penyelidikan ilmiah yang saat itu juga merupakan penelitian perdana tetesan Rupert pada 1661.
Chandrasekar dan koleganya, pada tahun 1994 memungsikan kamera yang memiliki kecepatan tinggi untuk menangkap satu juta frame per detik yang ada pada tetesan air tersebut saat pecah.
Rekaman itu kemudian menggambarkan bahwa retakan-retakan kecil yang terbentuk tepatnya di ekor, dengan cepat menyebar menuju kepala.
Kata Chandrasekar, retakan terbelah menjadi dua saat mencapai kecepatan yang cukup tinggi, yakni 1,5 kilometer per detik.
Lalu, kedua retakan tersebut mencapai kecepatan tinggi dan pada gilirannya terbelah menjadi dua dan berlangsung seterusnya.
Akhirnya, kata dia, semua struktur benar-benar diambil alih oleh banyak retakan kecil itu.
“Ekornya akan terputus namun kepalanya akan meledak jadi bubuk. Bagian itu sebenarnya cukup spektakuler,” beber Chandrasekhar kepada Live Scince.
Patahan ekor yang dengan mudah menghancurkan struktur pun akhirnya menemui penjelasan.
Tetapi, sejak penyelidikan tersebut, banyak ilmuan yang sudah mencoba untuk menjelaskan pertautan atau kombinasi paradoks antara kekuatan dan kerapuhan pernak-pernik kaca.
Namun hal itu tak pernah menyajikan suatu penjelasan memuaskan mengenai sifat kepala yang hampir anti pecah.
Kepala yang kuat
Chandrasekar mengandalkan teknik yang berbeda dalam penelitian teranyar mereka, ia sebut sebagai fotoelastisitas terintegrasi, guna mengungkap misteri kepala tetasan kaca.
Teknik itu untuk menempatkan objel di genangan air lalu melintasi gelombang cahaya terpolarisasi, atau cahaya yang berorientasi pada satu bidang melalui materi.
Kemudian tekanan internal di dalam material mentransformasikan polarisasi cahaya.
Pengungkapan tekanan internal dalam objek dilihat sebagai polarisasi gelombang cahaya yang keluar melalui filter khusus.
Ternyata, tegangan kompresi mengalami tingkat yang lebih tinggi dan luar biasa, perkiraan 50 ton per inci persegi.
Tegangan kompresi sendiri adalah gaya per satuan luas yang mampu menyatukan benda-benda.
Tegangan itu terwujud lantaran jenis kaca yang digunakan dalam tetesan air mata, yang mengembang dengan panas, juga menyusut tatkala tersentuh air dingin.
Selama proses pewujudan tetes itu, cairan kaca dicelupkan ke dalam air yang dingin.
Bagian luar dari cairan kaca akan lebih cepat dingin ketimbang bagian dalamnya saat ia bersentuhan dengan air.
Lalu, lapisam luar kaca membentuk semacam “jaket” yang menekan bagian dalamnya.
Oleh karena di dalamnya masih dingin, dan lantaran gaya rotal yang bekerja pada benda mesti sama dengan nol, maka bagian kepada membenruk tegangan tarik pada bagian dalamnya.
Dalam makalah yang dipublis secara daring di Applied Physics Letters hal itu dilaporkan, diterbitkan dengan judul “On the extraordinary strength of Prince Rupert’s drops.”
Pengujian itu diunggak di Channel Youtube Purdue Engineering berjudul “Prince Rupert’s Drops: 400 year Old Mysteru Revelead.”
Semoga artikel ini bermanfaat ya teman-teman.
Nantikan artikel menarik selanjutnya…!!
