Fisikawan telah memecahkan rekor sebelumnya dengan berhasil menempatkan 7.000 atom natrium secara kolektif ke dalam keadaan kuantum yang menyerupai kucing Schrödinger, membawa realitas berlawanan dengan intuisi mekanika kuantum lebih dekat ke pengamatan sehari-hari. Eksperimen tersebut, yang dirinci dalam Nature pada tanggal 21 Januari, menunjukkan bahwa perilaku aneh yang tadinya terbatas pada partikel subatom kini dapat diamati dalam sistem yang semakin besar, meski masih mikroskopis.
Superposisi Kuantum: Melampaui Subatom
Pada intinya, terobosan ini berpusat pada superposisi kuantum – fenomena di mana sebuah partikel berada dalam berbagai keadaan secara bersamaan hingga diukur. Konsep ini, yang terkenal diilustrasikan oleh eksperimen pemikiran Schrödinger yang melibatkan kucing di dalam kotak (baik dalam keadaan mati maupun hidup hingga diamati), telah lama dipahami secara teoritis, namun membuktikannya dengan objek yang semakin makroskopis merupakan tantangan yang terus-menerus.
Tim yang dipimpin oleh Sebastian Pedalino di Universitas Wina menembakkan berkas nanopartikel natrium melalui celah sempit. Berbeda dengan partikel klasik yang dapat melewatinya secara langsung, nanopartikel menunjukkan pola interferensi – sebuah tanda bahwa mereka berperilaku sebagai gelombang dan partikel, yang berada di banyak tempat sekaligus. Hasilnya mendorong batas-batas dari apa yang sebelumnya dianggap mungkin, menciptakan rekor baru untuk objek terbesar yang diamati di negara bagian ini.
Mengapa Ini Penting: Dekoherensi dan Kesenjangan Kuantum-Klasik
Hambatan utama untuk mengamati superposisi dalam sistem yang lebih besar adalah dekoherensi. Dunia kuantum itu rapuh; bahkan interaksi sekecil apa pun dengan lingkungan menyebabkan superposisi runtuh, memaksa sebuah partikel menjadi satu keadaan tertentu. Objek yang lebih besar lebih mudah berinteraksi dengan lingkungannya, sehingga membuat superposisi berkelanjutan menjadi sangat sulit.
Keberhasilan percobaan ini bergantung pada isolasi nanopartikel natrium untuk meminimalkan dekoherensi. Kerja tim ini penting karena tidak hanya memastikan adanya superposisi dalam skala yang lebih besar; ini memberikan jalur untuk mempelajari sistem yang lebih kompleks, termasuk kemungkinan molekul biologis, dalam keadaan kuantum. Hal ini dapat merevolusi bidang-bidang seperti biokimia dan ilmu material dengan memungkinkan para peneliti menyelidiki sifat dasar mereka dengan cara yang benar-benar baru.
Jalan Panjang Menuju Interferensi
Pedalino menceritakan hasil yang tidak meyakinkan selama dua tahun sebelum akhirnya mengamati pola interferensi. “Selama dua tahun, saya melihat garis datar,” katanya. Terobosan ini datang secara tidak terduga, dengan garis datar pada detektornya melebar menjadi tanda gelombang kuantum yang jelas.
Tim tersebut menghitung “makroskopisitas” nanopartikel sebesar 15,5, secara signifikan melebihi rekor sebelumnya. Hal ini menunjukkan bahwa batasan antara dunia kuantum dan dunia klasik tidaklah tetap, namun dapat didorong lebih jauh dengan teknik eksperimental yang lebih baik.
“Mekanika kuantum sendiri tidak menyatakan batasan apa pun. Dan itulah yang kami uji.” – Sebastian Pedalino, Universitas Wina
Keberhasilan eksperimen ini mewakili langkah penting menuju pemahaman sifat dasar realitas. Dengan memperluas skala pengamatan fenomena kuantum, para peneliti semakin dekat untuk mengungkap salah satu misteri fisika yang paling abadi. Kemampuan untuk mempelajari sistem yang lebih besar dan kompleks dalam superposisi menjanjikan era baru penemuan ilmiah.
