Sensor kuantum di laboratorium akan mengukur bagaimana Bumi memutar ruang-waktu

Diedit oleh: Svitlana Velhush

Bumi tidak sekadar berputar pada porosnya. Bumi menyeret ruang-waktu itu sendiri, seperti sendok yang perlahan berputar dalam madu yang kental. Efek ini, yang diprediksi oleh teori relativitas umum dan dikenal sebagai penyeretan kerangka acuan atau efek Lense-Thirring, hingga kini hanya berhasil dideteksi dengan bantuan satelit, dengan mengamati orbitnya selama bertahun-tahun.

Kini para fisikawan mengusulkan cara untuk mengukur hal yang sama langsung di laboratorium — hanya dalam hitungan detik. Sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Kai-Isaac Ellers dari Universitas California di Berkeley memaparkan dalam Physical Review Letters rancangan sensor kuantum berbasis helium superfluid. Perangkat ini berupa mikrokanal berbentuk cincin dengan sekat nanopori, tempat helium pada suhu sangat rendah kehilangan segala gesekan internalnya dan membentuk analog dari sambungan Josephson.

Setiap rotasi, bahkan yang sangat kecil, mengubah sifat kuantum helium yang mengalir. Perubahan ini mudah dibaca melalui sambungan tersebut, mengubah sensor menjadi girometer yang sangat sensitif. Menurut perhitungan para penulis, ketelitian pengukuran efek penyeretan ruang-waktu akan mencapai 0,2 persen — sama dengan eksperimen satelit terbaik, tetapi dalam satu detik alih-alih pengamatan bertahun-tahun.

Kecepatan seperti itu membuka peluang baru. Perangkat laboratorium ini tidak hanya akan memungkinkan pengukuran prediksi Einstein dengan ketelitian tinggi, tetapi juga menguji teori gravitasi alternatif, di mana efek penyeretan bisa berbeda. Selain itu, teknologi ini akan menemukan penerapan dalam navigasi, geofisika, dan mungkin dalam eksperimen masa depan untuk mencari sifat kuantum gravitasi.

Realisasi gagasan ini masih memerlukan kerja rekayasa yang serius, namun teknologi modern sudah memungkinkan penciptaan kondisi yang diperlukan. Jika gagasan ini berhasil diwujudkan, umat manusia akan memperoleh alat yang ringkas untuk mempelajari manifestasi paling halus dari teori relativitas umum tanpa meluncurkan satelit yang mahal.

27 Tampilan

Sumber-sumber

  • Detecting How Earth Twists Spacetime

Komentar

Baca lebih banyak artikel tentang topik ini:

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
Apakah Anda menemukan kesalahan atau ketidakakuratan?Kami akan mempertimbangkan komentar Anda sesegera mungkin.