Secara logika sederhana, banyak orang akan mengira bahwa air dingin tentu lebih cepat membeku dibanding air panas saat dimasukkan ke dalam freezer. Namun, sains menunjukkan bahwa dalam kondisi tertentu, justru air panas bisa lebih dulu membeku. Fenomena ini dikenal sebagai Efek Mpemba.

Fenomena tersebut pertama kali diamati pada 1963 oleh seorang pelajar asal Tanzania bernama Erasto B. Mpemba yang saat itu berusia 13 tahun. Ketika membuat es krim di sekolahnya, ia memasukkan campuran susu panas dan gula ke dalam freezer tanpa menunggu suhunya turun. Ia terkejut karena campuran panas miliknya membeku lebih cepat dibandingkan campuran temannya yang tidak dipanaskan terlebih dahulu.

Awalnya, pengamatan tersebut dianggap keliru oleh guru dan teman-temannya. Namun, seorang ilmuwan fisika dari University College, Dar es Salaam, Dr. Denis Osborne, tertarik untuk menelitinya lebih lanjut. Setelah dilakukan eksperimen, hasilnya menunjukkan bahwa fenomena tersebut memang dapat terjadi. Temuan mereka kemudian dipublikasikan pada 1969 dalam jurnal Physics Education dengan judul "Cool?". Sejak saat itu, fenomena ini dikenal luas sebagai Efek Mpemba.

Sebenarnya, gagasan bahwa air panas bisa membeku lebih cepat bukanlah hal baru. Filsuf Yunani kuno Aristotle pernah menyinggung fenomena serupa sekitar 300 SM. Namun, penjelasan ilmiah yang memadai baru mulai dikaji serius pada abad modern.

Para ilmuwan hingga kini masih mencoba memahami penyebab pasti efek tersebut. Salah satu dugaan awal menyebutkan bahwa arus konveksi pada air panas mempercepat pelepasan panas dari permukaan. Selain itu, air panas memiliki kandungan gas terlarut yang lebih sedikit dibandingkan air dingin karena sebagian gas keluar saat proses pemanasan. Kondisi ini diduga memengaruhi sifat fisik air dan mempercepat proses pembekuan.

Pada 2014, sejumlah fisikawan mengaitkan Efek Mpemba dengan perubahan pada ikatan kovalen molekul air akibat pemanasan, serta perubahan kadar gas terlarut di dalamnya. Perubahan ini dinilai dapat memengaruhi dinamika pendinginan air.

Penelitian terbaru juga terus dilakukan. Dalam studi yang dipublikasikan di jurnal Physical Review Letters pada Maret 2025, ilmuwan dari Universitas Kyoto mengembangkan pendekatan baru untuk mengukur efek Mpemba secara kuantitatif. Mereka membandingkan tingkat ketidakteraturan termodinamika antara sistem yang berbeda untuk melihat apakah sistem bersuhu lebih tinggi dapat mencapai keseimbangan lebih cepat dibanding sistem bersuhu lebih rendah.

Menariknya, dalam beberapa kondisi tertentu, efek ini juga dapat terjadi secara terbalik—di mana sistem yang lebih dingin justru memanas lebih cepat daripada sistem yang lebih hangat.

Meski telah diteliti selama puluhan tahun dan dikaji dalam berbagai cabang fisika, termasuk teori kuantum dan dinamika material padat, Efek Mpemba masih menyimpan misteri. Para ilmuwan terus berupaya menemukan kondisi minimum yang memungkinkan fenomena ini terjadi secara konsisten.