Atom jatuh karena gravitasi, tetapi gelombang kuantumnya mengakumulasi fase yang tidak dapat diprediksi tanpa menggabungkan dua teori besar. Sekelompok fisikawan internasional untuk pertama kalinya secara langsung mengukur fase ini dalam eksperimen pada chip atom.
Eksperimen dilakukan di laboratorium Universitas Ben-Gurion di Negev (Israel) dengan partisipasi ilmuwan dari Oxford, Ulm, dan pusat-pusat lainnya. Tim tersebut termasuk penerima Nobel Roger Penrose. Para peneliti menggunakan atom rubidium yang didinginkan hampir hingga nol mutlak dan memanipulasinya pada chip atom khusus dengan pulsa gelombang mikro dan medan magnet. Mereka menciptakan interferometer kuantum Galileo: membagi fungsi gelombang atom menjadi dua bagian, satu ditahan diam, yang lain dibiarkan jatuh bebas, kemudian menyatukan kembali jalur dan mendaftarkan interferensi.
Hasilnya sesuai dengan prediksi yang mengikuti prinsip ekuivalensi Einstein yang diterapkan pada gelombang kuantum. Fase yang diperoleh bagian yang jatuh persis sesuai dengan nilai yang diharapkan. Ini adalah pengukuran langsung pertama fase kuantum jatuh bebas.
Bayangkan dua perahu identik yang mulai pada saat yang sama dari satu titik: satu diam, yang lain berlayar mengikuti arus. Ketika mereka bertemu lagi, perbedaan jarak yang ditempuh terlihat dari pergeseran gelombang di air. Di sini gravitasi berperan sebagai arus, dan fase kuantum atom berperan sebagai gelombang.
Eksperimen ini tidak menggabungkan mekanika kuantum dan gravitasi dan tidak membuktikan bahwa gravitasi itu sendiri kuantum. Ini menunjukkan bahwa prinsip ekuivalensi tetap berlaku dalam rezim kuantum. Karya ini diterbitkan 2 September 2026 di jurnal Science Advances.
Kini para fisikawan memiliki alat baru untuk menguji batas penerapan teori kuantum dalam medan gravitasi dan untuk uji masa depan dengan objek yang lebih berat.
