Yuk simak penelitiannya lebih lanjut dikutip dari laman nature.com:
Para ilmuwan telah menemukan metode baru untuk mengukur waktu selain menggunakan jam ataupun stopwatch, dengan memanfaatkan fenomena dalam fisika kuantum. Eksperimen tersebut menggunakan atom helium yang dieksitasi hingga mencapai “keadaan Rydberg”.
Atom yang diekstraksi ini memiliki ukuran besar dibandingkan dengan atom-atom biasa lainnya. Atom ini digelembungkan dengan laser untuk mengaktifkan elektron-elektron di dalamnya agar berenergi sangat tinggi dan bergerak jauh dari inti atom, sehingga menghasilkan perilaku gelombang yang kompleks, teknik ini dapat dikatakan teknik pump (pengeksitasi).
Penggunaan laser selain untuk “mengembangkan” atom untuk mencapai keadaan Rydberg, laser juga dapat digunakan untuk memantau perubahan posisi elektron, termasuk perjalanan waktu, dan ini dinamakan teknik probe (pengindera). Teknik yang bernama ‘pump-probe’ ini dapat digunakan untuk mengukur kecepatan elektronik ultra-cepat tertentu (hingga skala pikodetik) dengan menggunakan dua pulsa laser terpisah.
Atom yang diekstraksi mencapai keadaan Rydberg ini merupakan trik yang berguna untuk insinyur dalam mendesain komponen baru untuk komputer kuantum. Fisikawan mengumpulkan banyak informasi tentang cara elektron bergerak ketika diinduksi ke dalam keadaan Rydberg.
Namun, karena sifat kuantum mereka, gerakan elektron lebih mirip seperti permainan rolet di kasino, di mana setiap lemparan dan lompatan bola dirangkum dalam satu permainan peluang. Buku aturan matematika di balik permainan liar “rolet elektron Rydberg” ini disebut sebagai paket gelombang Rydberg.
Ketika terdapat lebih dari satu paket Rydberg yang beriak di ruang yang sama hal ini akan menciptakan interferensi dan menghasilkan pola riak yang unik.
| Baca juga: Nikola Tesla, Jenius di Balik Sistem Listrik Modern |
Jika cukup banyak paket gelombang Rydberg dimasukkan ke dalam "kolam atom" yang sama, hal tersebut akan menghasilkan pola unik seperti pola ‘sidik jari’. Pola sidik jari tersebut akan mewakili waktu yang diperlukan setiap paket gelombang untuk berkembang satu sama lain.
Pola ini kemudian diuji oleh para fisikawan, karena pola ‘sidik jari waktu’ tersebut cukup konsisten dan akurat untuk dapat digunakan sebagai penanda waktu kuantum. Penelitian mereka melibatkan pengukuran hasil dari atom helium yang dieksitasi dengan laser dan mencocokkan hasil pengujian dengan prediksi teoretis mereka untuk menunjukkan bagaimana hasil yang didapatkan dapat bertahan dalam jangka waktu tertentu.
“Jika Anda menggunakan penghitung, Anda harus menentukan angka nol. Anda mulai menghitung pada suatu titik," jelas fisikawan Marta Berholts dari University of Uppsala di Swedia, yang memimpin tim tersebut menjelaskan kepada New Scientist pada tahun 2022.
“Manfaatnya adalah Anda tidak perlu memulai jam - Anda hanya perlu melihat struktur interferensi dan mengatakan ‘oke, sudah 4 nanodetik’.”
Sebuah buku panduan tentang rangkaian paket gelombang Rydberg yang terus berkembang dapat dipadukan dengan bentuk spektroskopi pump-probe lainnya yang mengukur peristiwa dalam skala kecil, seperti ketika waktu ‘sekarang’ dan ‘dahulu’ kurang jelas, atau terlalu sulit untuk diukur.
Poin utamanya, dengan menggunakan metode Rydberg, untuk mengukur waktu tidak harus memerlukan waktu spesifik sebagai suatu titik awal dan titik akhir waktu. Hal ini seperti mengukur lomba pelari cepat yang tidak diketahui kecepatannya dengan membandingkannya dengan sejumlah pelari lain yang kecepatannya sudah diketahui.
Dengan mengamati tanda-tanda interferensi keadaan Rydberg di tengah sampel atom pump-probe, para teknisi dapat melihat penanda waktu untuk peristiwa yang hanya berlangsung secara sekejap seperti 1,7 triliun detik.
Eksperimen arloji kuantum di masa yang akan datang dapat menggantikan helium dengan atom lain, atau bahkan menggunakan pulsa laser dengan energi berbeda. Hal ini dapat mendukung perluasan buku panduan penanda waktu agar sesuai dengan kondisi yang lebih luas dan menambah pengetahuan tentang mengukur waktu. (Alfi Loya Zirga)
Cek Berita dan Artikel yang lain di
Google News
