Studi Fisika: Ternyata, Pecahan Benda Selalu Mengikuti Pola yang Sama

- Apa pun benda yang kita jatuhkan—piring, cermin, lampu, bahkan gula kubus—biasanya akan pecah berantakan. Namun, yang jarang disadari adalah: pecahan-pecahan itu hampir selalu mengikuti pola yang sama, sebuah hukum universal mengenai bagaimana benda retak dan terfragmentasi.Fenomena itu kini semakin jelas berkat penelitian terbaru fisikawan Emmanuel Villermaux dari Aix-Marseille University, Prancis. Dalam studi yang terbit di Physical Review Letters pada 26 November, ia memperkenalkan sebuah persamaan baru yang bisa memprediksi jumlah pecahan dalam setiap ukuran ketika sebuah benda hancur.“Kesederhanaan dan keberhasilan pendekatan ini sangat mencolok,” tulis fisikawan Ferenc Kun dari University of Debrecen, Hungaria, dalam komentarnya di Physics Magazine.Baca juga: Ilmu Fisika di Balik Cara Menghindari Cipratan Saat KencingPara peneliti telah lama mengetahui bahwa benda yang pecah akan menghasilkan rasio ukuran pecahan yang konsisten. Jika pecahan-pecahan itu dikelompokkan berdasarkan ukuran lalu digambarkan dalam grafik, bentuk grafiknya hampir selalu sama—apa pun materialnya.Namun hingga kini, belum ada persamaan umum yang benar-benar mampu menjelaskan pola tersebut secara universal. Itu berubah ketika Villermaux mencoba melihat fenomena ini dari sudut pandang yang ia sebut sebagai “maksimalnya keacakan”.Baca juga: Rahasia Membuat Kopi Enak dan Hemat, Menurut Ilmu FisikaMenurut Villermaux, ketika sebuah benda pecah, ia cenderung mengikuti hasil yang paling mungkin secara statistik, yaitu kondisi dengan tingkat kekacauan (disorder) tertinggi. Artinya: pecahan yang muncul adalah kombinasi paling tidak teratur yang bisa terbentuk—namun tetap mengikuti batasan alamiah tertentu.Konsep ini bukan hal baru. Pada 2015, Villermaux dan koleganya menemukan bahwa meski pecahan terlihat acak, rasio antarukuran pecahan selalu mengikuti pola yang sama.Menggabungkan kedua prinsip tersebut, ia berhasil merumuskan sebuah persamaan universal untuk memprediksi jumlah pecahan berdasarkan ukurannya.Baca juga: 4 Misteri Terbesar dalam Fisika yang Belum TerpecahkanSetelah merumuskan persamaan tersebut, Villermaux mengujinya pada berbagai data pecahan, mulai dari batang kaca, spaghetti kering, tabung keramik yang meledak, tetesan cairan, ombak laut dalam kondisi turbulen, hingga data unik: gula kubus yang dihancurkan dari berbagai ketinggian.Menariknya, data gula kubus itu berasal dari eksperimen lama yang ia lakukan bersama anak-anaknya.“Itu proyek musim panas bersama putri saya. Sudah lama sekali, tapi datanya sangat pas untuk penelitian ini,” ujarnya kepada New Scientist.Hasilnya, semua eksperimen tersebut sesuai dengan prediksi persamaan baru.Baca juga: Ilmu Fisika Dibalik Rahasia Lezat Nasi Goreng ala Koki, Ini TekniknyaJika pernah mencoba mematahkan spaghetti kering, kamu mungkin sadar bahwa spaghetti tidak pernah pecah menjadi dua bagian saja.Pada 2005, ilmuwan akhirnya menjelaskan bahwa gelombang lenturan yang merambat sepanjang batang menyebabkan pecahan tambahan. Penelitian itu bahkan memenangkan Ig Nobel Prize, penghargaan ilmiah untuk riset kreatif dan sering kali lucu, tetapi memiliki nilai edukasi penting.Penelitian Villermaux melanjutkan tradisi ini dengan memberikan jawaban yang lebih menyeluruh untuk pola pecahan berbagai material.


(prf/ega)