Molekul ultradingin memperoleh kestabilan super: langkah menuju penemuan kuantum baru

Diedit oleh: Svitlana Velhush

Di laboratorium Universitas Columbia, molekul natrium dan sesium pada suhu miliaran bagian derajat di atas nol absolut tiba-tiba berhenti menghilang dalam hitungan sepersekian detik. Ilmuwan di bawah pimpinan Sebastian Villa berhasil membuat waktu hidupnya meningkat lebih dari seribu kali lipat — hingga satu detik penuh dan lebih lama lagi. Ini bukan sekadar rekor teknis, melainkan pergeseran fundamental dalam fisika kuantum.

Molekul ultradingin biasa bertumbukan dan bereaksi dengan cepat, berubah menjadi zat lain. Untuk menghindarinya, para peneliti menerapkan «selimut» gelombang mikro: dua medan gelombang mikro menciptakan lapisan pelindung di sekitar setiap molekul, yang menolak molekul-molekul itu satu sama lain pada jarak dekat. Akibatnya, sampel tetap stabil, dan suhunya turun hingga 36 nanokelvin — hanya beberapa nanokelvin di atas titik tempat molekul seharusnya membentuk kondensat Bose-Einstein.

Kestabilan semacam ini membuka akses ke mode-mode tempat efek kuantum tampak sangat mencolok. Molekul memiliki momen dipol yang kuat, sehingga interaksinya bekerja pada jarak jauh dan dapat disetel dengan presisi. Hal ini memungkinkan pemodelan material kuantum kompleks yang tidak dapat diciptakan dengan cara lain — dari superkonduktor hingga fase materi baru.

Dalam kehidupan sehari-hari hal ini terdengar abstrak, tetapi justru platform semacam inilah yang menjadi dasar bagi simulator dan sensor kuantum masa depan. Platform ini akan membantu memahami bagaimana keadaan kuantum kolektif muncul dalam zat nyata, dan mungkin akan mengarah pada material baru dengan sifat-sifat luar biasa — dari superkonduktor pada suhu ruang hingga komputer kuantum generasi baru.

Kini, ketika molekul hidup cukup lama, para peneliti dapat mengamati pengorganisasian dirinya menjadi tetesan dan bahkan struktur mirip kristal. Langkah berikutnya adalah membentuk kondensat molekuler secara penuh dan mempelajari sifat-sifatnya dalam mode interaksi kuat. Setiap pengukuran baru membawa kita lebih dekat pada pemahaman dunia kuantum, tempat aturan-aturan yang biasa tidak lagi berlaku.

1 Tampilan

Sumber-sumber

  • Ultracold Molecules Are Now Ultrastable

Komentar

Baca lebih banyak artikel tentang topik ini:

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