Enam juta kepingan salju jatuh dari langit musim dingin ini. Itu milyaran triliunan dari mereka, kebanyakan dari mereka sekarang mencair saat musim semi mendekat.

Beberapa orang melihat mereka dengan cermat, satu per satu.

Kenneth J. Liebrecht, profesor fisika di Institut Teknologi California, menghabiskan seperempat abad mencoba memahami bagaimana zat sederhana seperti itu – air – dapat membeku dalam berbagai bentuk.

Bagaimana bentuk kepingan salju? Dr. Liebrecht berkata selama Percakapan online pada 23 Februari Diselenggarakan oleh Museum Bruce di Greenwich, Connecticut. “Dan bagaimana struktur ini muncul – dan, seperti yang ingin saya katakan, benar-benar keluar dari udara tipis?”

Nathan B. Myrvold adalah salah satu orang yang menarik minat penelitian dan pencitraan kepingan salju dari Dr. Liebrecht, mantan chief technology officer Microsoft yang sejak itu mengejar proyek dalam disiplin ilmu yang tak terhitung jumlahnya, termasuk PaleontologiDan memasak Dan Astronomi.

Dr. Myrvold, seorang fotografer yang bersemangat, pertama kali bertemu dengan Dr. Lieberecht dalam lebih dari satu dekade, dan pada musim semi 2018, dia memutuskan untuk mengambil sendiri foto kompleks kristal beku tersebut. Dia ingat berpikir, “Oh, kita akan mendapatkan sesuatu bersama, dan kita akan siap untuk musim dingin.”

Namun, seperti banyak proyeknya, hal-hal tidak sesederhana yang direncanakan Dr. Myfold.

“Ternyata jauh lebih rumit dari yang saya kira,” kata Dr. Myrvold. “Jadi butuh 18 bulan untuk membangun benda sialan ini.”

“Sialan” adalah sistem kamera kepingan salju. Dia ingin menggunakan sensor digital terbaik, yang menangkap jutaan piksel. “Kepingan salju asli sangat rapuh,” katanya. “Ini terlalu rumit. Jadi, Anda menginginkan definisi tinggi.”

Tetapi jenis sensor ini jauh lebih luas daripada gambar yang biasanya dihasilkan oleh lensa mikroskop, sebagai hasil keputusan yang dibuat oleh produsen mikroskop hampir seabad yang lalu.

Artinya dia perlu menemukan cara untuk meregangkan gambar mikroskop untuk mengisi sensor.

“Saya datang dengan jalur optik khusus yang benar-benar memungkinkannya bekerja,” katanya dalam pekerjaan perbaikannya.

Lalu ada perumahan untuk optik. Biasanya terbuat dari logam, tetapi logam mengembang saat hangat dan mengerut saat dingin. Dr. Myrvold mengatakan memindahkan perangkat dari interior yang hangat ke balkon yang membekukan tempat dia akan mengumpulkan butiran salju “akan merusak seluruh mikroskop”, sehingga mustahil untuk menjaga semuanya tetap fokus.

Alih-alih logam, gunakan serat karbon, yang tidak terlihat mengembang atau berkontraksi.

Dr. Myhrvold juga menemukan LED khusus, yang dibuat oleh sebuah perusahaan di Jepang untuk keperluan industri, yang akan memancarkan semburan cahaya 1/1000 lampu kilat kamera biasa. Ini mengurangi panas yang dipancarkan dari flash, yang mungkin sedikit melelehkan kepingan salju.

Untuk melihat sesuatu di bawah mikroskop, sampel biasanya ditempatkan pada kaca objek. Tapi kaca menahan panas. Ini juga mencairkan salju. Jadi dia beralih dari kaca ke safir, yang merupakan bahan yang lebih mudah mendingin.

Pada Februari 2020 sudah siap. Tapi di mana Anda bisa menemukan kepingan salju terindah untuk difoto? Awalnya, dia pikir dia bisa pergi ke resor ski – mungkin Aspen atau Vail di Colorado atau Whistler di British Columbia.

Tapi tempat-tempat ini tidak cukup dingin.

“Bubuk salju yang mungkin diinginkan pemain ski sebenarnya cukup banyak,” kata Dr. Mehrvold. “Tidak banyak keindahan dalam hal ini.”

Faktanya, kepingan salju yang jatuh pada kebanyakan orang seringkali jarang yang orang anggap sebagai kepingan salju.

Air adalah molekul sederhana yang terdiri dari dua atom hidrogen dan oksigen. Ketika suhu turun di bawah 32 derajat Fahrenheit, partikel-partikel mulai saling menempel – yaitu, mereka membeku.

Kepingan salju lahir di awan saat setetes air membeku menjadi kristal es kecil. Bentuk molekul air menyebabkannya ditumpuk bersama dalam pola heksagonal. Inilah mengapa kepingan salju memiliki enam lengan.

Kemudian kristal tumbuh, menyerap uap air dari udara dan menguapkan tetesan terdekat lainnya untuk mengisi kembali uap tersebut. “Butuh 100.000 tetes air untuk menguap untuk membuat satu kristal es,” kata Dr. Liebrecht.

Tetapi bagaimana kristal tumbuh tergantung pada suhu dan kelembapan. Pada tahun 1930-an, fisikawan Jepang, Okishiro Nakaya, adalah orang pertama yang menanamkan kepingan salju buatan di laboratoriumnya dan, dengan berbagai kondisi, mampu mengklasifikasikan spesies yang membentuk sebagian besar kondisi.

Ketika suhu di bawah titik beku, kepingan salju umumnya berupa panel heksagonal sederhana. Pada suhu sekitar 20 derajat Fahrenheit, bentuk utamanya adalah kolom heksagonal. Bentuk kepingan salju yang biasanya indah antara 15 derajat dan -5 derajat Fahrenheit.

Pada suhu ini, titik segi enam tumbuh menjadi cabang. Cabang-cabang tersebut kemudian menelurkan cabang lain dan pelat heksagonal yang lebih kecil. Sedikit perbedaan suhu dan kelembaban mempengaruhi pola pertumbuhan, dan kondisi berubah secara konstan saat kepingan salju jatuh ke tanah.

“Karena memiliki jalur yang rumit melalui awan, ia memberikan bentuk yang rumit,” kata Dr. Liebrecht. “Mereka semua mengikuti jalan yang berbeda, jadi masing-masing terlihat sedikit berbeda, tergantung pada jalannya.”

Jadi, untuk menemukan kepingan salju yang indah, Dr. Myrvold berbelok ke utara, dan lebih jauh ke utara. Dia dan dua pembantunya menarik sekitar seribu pon peralatan ke Fairbanks, Alaska; Yellowknife, komunitas terbesar di Wilayah Barat Laut Kanada; Dan Timmins, Ontario, sekitar 150 mil sebelah utara Danau Huron.

Sebulan kemudian, pandemi virus korona berhenti mencoba. Tapi Dr. Myhrvold mampu menangkap apa yang disebutnya gambar kepingan salju beresolusi tinggi sama sekali.

Klaim ini membuat marah orang lain di Alam Kepingan Salju, termasuk Don KomarishkaSeorang fotografer Kanada dengan teknologi yang jelas-jelas kurang. Ini menggunakan kamera digital yang dibeli di toko yang dikombinasikan dengan lensa makro bertenaga tinggi. Dia bahkan tidak menggunakan tripod – dia memegang kamera sementara kepingan salju duduk di sarung tangan hitam pemberian neneknya.

“Terlalu sederhana,” kata Mr. Komarishka. “Dia sangat ramah kepada siapa pun yang memiliki kamera.”

“Saya pikir ini agak terlalu dirancang,” katanya tentang sistem yang dirancang khusus Dr. Myfold.

Bapak Komarechka juga mengambil pendekatan pencahayaan yang berbeda, menggunakan cahaya yang dipantulkan dari kepingan salju, sementara foto Dr. Myhrvold menangkap cahaya yang melewatinya. “Anda bisa melihat tekstur atapnya, dan terkadang indahnya warna pelangi di tengah kepingan salju,” kata Pak Komarechka.

Efek pelangi sama dengan yang Anda lihat di film sabun, katanya, tetapi warnanya “sering kali ditampilkan jauh lebih kuat daripada yang Anda lihat di film sabun atau apa pun.” “Ini hampir seperti psychedelic, hampir seperti kemeja yang diwarnai dengan dasi.”

Untuk melawan klaim Dr. Myrvold, Mr. Komarishka mengambil gambar yang menurutnya memiliki resolusi tertinggi. Dr. Myrvold menjawab dengan Sanggahan yang panjang Dia menjelaskan mengapa fotonya, bagaimanapun, lebih detail.

Dalam praktiknya, gambar Dr. Mehrvold jauh lebih jelas bila dicetak di atas kertas ukuran besar. Mereka tersedia untuk dibeli Ukurannya mencapai 2 meter kali 1,5 meter.

“Dalam pengertian yang sangat sempit itu, ya, itulah yang diklaim Nathan, dan dia tidak salah,” kata Mr. Komarishka.