Menembus batas Fisika klasik: Sifat Mekanika Kuantum Cahaya ditunjukkan

 

Dengan argumentasi sederhana, para peneliti menunjukkan kalau alam itu rumit! Para peneliti dari lembaga Niels Bohr membuat eksperimen sederhana yang menunjukkan kalau alam melanggar akal sehat – dunia berbeda dari sebagian besar orang percaya.

Hasil ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah Physical Review Letters.

Dalam fisika ada dua kategori: fisika klasik dan fisika kuantum. Dalam fisika klasik, objek misalnya mobil atau bola, memiliki posisi dan kecepatan. Ini bagaimana kita secara klasik melihat dunia kita sehari-hari. Di dunia kuantum, benda dapat juga memiliki posisi dan kecepatan, namun tidak di saat yang sama. Bukan semata karena kita tidak tahu posisi dan kecepatan, tapi, kedua hal ini memang tidak dapat ada secara bersamaan. Namun bagaimana kita tahu kalau mereka tidak ada secara serempak? Dan dimana perbatasan dari kedua dunia ini? Para peneliti telah menemukan cara baru menjawab pertanyaan ini. 

Cahaya pada mekanika kuantum

“Tujuan kami adalah memakai mekanika kuantum dengan cara baru. Karenanya penting bagi kita untuk tahu kalau sebuah sistem memang berperilaku yang tidak dapat memiliki penjelasan klasik. Pada sisi ini, kami pertama kali memeriksa cahaya,” kata Eran Kot, mahasiswa PhD di tim peneliti, Quantum Optics di Niels Bohr Institute University of Copenhagen.

Berdasarkan sederetan eksperimen di lab optika kuantum, mereka memeriksa keadaan cahaya. Dalam fisika klasik, cahaya memiliki medan listrik dan medan magnet sekaligus.

“Apa yang ditunjukkan oleh studi kami adalah cahaya dapat memiliki medan magnet dan medan listrik, namun tidak secara bersamaan. Kami kemudian memberi bukti sederhana kalau eksperimen memecah prinsip klasik. Dapat dikatakan kalau kami menunjukkan kalau cahaya memiliki sifat kuantum, dan kita dapat memperluas ini pada sistem lain juga,” kata Eran Kot. 

Mekanika klasik dan non-klasik

Tujuan penelitian ini adalah memahami dunia secara mendasar, namun ada juga tantangan praktis untuk mengeksploitasi mekanika kuantum dalam konteks yang lebih luas. Bagi cahaya tidaklah mengejutkan kalau ia berperilaku mekanis kuantum, namun metode lain juga sedang dikembangkan untuk mempelajari sistem lain.

“Kami berusaha mengembangkan komputer kuantum masa depan dan kami karenanya perlu memahami batasan dimana sesuatu berperilaku mekanis kuantum dan kapan ia berperilaku mekanis klasik,” kata profesor fisika kuantum, Anders S Sorensen, menjelaskan kalau komputasi kuantum harusnya tersusun dari sistem-sistem dengan sifat non klasik.

Sumber berita: University of Copenhagen
Referensi jurnal: Eran Kot, Niels Grønbech-Jensen, Bo M. Nielsen, Jonas S. Neergaard-Nielsen, Eugene S. Polzik and Anders S. Sørensen. Breakdown of the Classical Description of a Local System. Phys. Rev. Lett., 2012 DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.233601

Sumber : Fakta Ilmiah, 28 Oktober 2012