Kristal seukuran telapak tangan ini menyimpan salah satu fenomena kuantum paling menakjubkan yang pernah tercatat pada objek makroskopis. Para peneliti dari Vienna University of Technology (TU Wien) untuk pertama kalinya mengonfirmasi secara eksperimental keberadaan keterikatan kuantum multipartikel yang kuat—sebuah fenomena di mana partikel-partikel berhenti menjadi unit yang independen dan mulai berperilaku sebagai satu kesatuan yang terkoordinasi.
Tim ini dipimpin oleh Profesor Silke Bühler-Pashen dari Institute of Solid State Physics di TU Wien. Kelompoknya meneliti kristal yang terbuat dari serium, paladium, dan silikon (Ce₃Pd₂₀Si₆)—yang disebut sebagai "logam aneh", sebuah material yang sudah lama dikenal fisikawan namun tetap menjadi misteri. Material-material ini menunjukkan sifat listrik dan magnetik yang tidak biasa, yang tidak mampu dijelaskan oleh fisika klasik.
Pekerjaan eksperimental ini dilakukan di Institute Laue-Langevin (ILL) di Grenoble, Prancis—salah satu pusat sains neutron terbesar di dunia. Mahasiswa PhD Federico Mazza menembakkan seberkas neutron ke kristal tersebut dan mengukur responsnya terhadap gangguan tersebut. Hamburan neutron tidak elastis memungkinkan para peneliti memperoleh gambaran mendalam tentang struktur internal material pada suhu yang sangat rendah dalam medan magnet yang diatur dengan cermat.
Untuk menganalisis hasilnya, para ilmuwan menerapkan instrumen dari informatika kuantum—Informasi Kuantum Fisher (QFI), sebuah metode yang dikembangkan oleh pakar teori dari Innsbruck, Peter Zoller, beserta kelompoknya. Prinsipnya sederhana: jika keterikatan kuantum hadir dalam sebuah sistem, sistem tersebut akan bereaksi terhadap gangguan luar jauh lebih kuat daripada jumlah reaksi independen dari masing-masing partikel. Dengan mengukur sensitivitas sistem, tingkat keterikatan yang tersembunyi di dalam material dapat ditentukan.
Dalam kristal biasa, neutron yang melaluinya akan mentransfer energinya ke satu partikel tunggal. Namun di sini terjadi sesuatu yang sangat berbeda: data mengungkapkan respons kolektif yang mustahil dijelaskan hanya dengan jumlah kontribusi independen. Perhitungan menunjukkan bahwa setidaknya kelompok yang terdiri dari sembilan partikel kuantum terlibat dalam keadaan terikat tersebut, bertindak sebagai satu kesatuan yang utuh.
Analogi kiasan membantu kita memahami apa yang terjadi di sini. Bayangkan sebuah sarang semut: saat diganggu, yang bereaksi bukanlah setiap semut yang berlarian kacau ke arah berbeda, melainkan seluruh koloni sebagai satu organisme tunggal. Demikian pula, partikel-partikel dalam kristal menunjukkan perilaku kolektif—mereka saling terhubung secara kuantum dan terorganisir pada tingkat yang mendalam.
Hasil penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature Physics pada Juni 2026 dan memiliki signifikansi yang sangat fundamental. Temuan ini mengonfirmasi bahwa keterikatan kuantum multipartikel yang kuat bukanlah hal langka pada logam aneh, melainkan merupakan sifat bawaan mereka. Keterikatan ini tampaknya menjelaskan karakteristik unik mereka: perubahan linier hambatan listrik terhadap suhu pada nilai rendah, perilaku yang tidak sesuai dengan teori elektron logam konvensional, dan terutama tingkat kebisingan listrik yang sangat rendah—sebuah fenomena yang telah lama membingungkan para eksperimentalis.
Penemuan ini membangun jembatan tak terduga antara dua bidang fisika: informatika kuantum dan fisika materi terkondensasi. Hal ini menunjukkan bahwa metode metrologi kuantum yang dikembangkan di laboratorium dengan atom tunggal dan foton dapat diterapkan langsung pada sampel makroskopis dari material nyata, tanpa perlu isolasi sempurna dari dunia luar. Ini berarti bahwa batas antara dunia "klasik" dan "kuantum" tidak berada di tempat yang selama ini digambarkan oleh buku teks tradisional.
Prospek ke depannya sangat besar dan bersifat praktis. Material dengan tingkat keterikatan kuantum seperti ini dapat menjadi dasar bagi penciptaan sensor kuantum super sensitif—perangkat yang mampu mendeteksi sinyal yang sangat lemah sehingga tidak terjangkau oleh detektor klasik. Hal ini berpotensi merevolusi teknologi pengukuran dalam diagnosis medis, geofisika, dan fisika fundamental.
