O'OZISOKHI GEA, S.Pd GURU INDONESIA

d

Satu Jam Dua Waktu: Saat Mekanika Kuantum Bertemu Relativitas Umum



"Ini adalah paradoks kembar untuk 'anak tunggal' kuantum, dan

membutuhkan relativitas umum serta mekanika kuantum. Interaksi antara

kedua teori ini belum pernah diselidiki dalam percobaan."

Penyatuan mekanika kuantum dan relativitas umum Einstein merupakan

salah satu pertanyaan yang paling menarik dan masih terbuka dalam

fisika modern. Dalam relativitas umum, gabungan teori gravitasi, ruang

dan waktu memberikan prediksi-prediksi yang menjadi bukti jelas pada

skala kosmik bintang dan galaksi. Di sisi lain, efek kuantum bersifat

rapuh dan biasanya terobservasi pada skala kecil, misalnya ketika

mempertimbangkan partikel tunggal dan atom. Itulah mengapa sangat

sulit untuk menguji interaksi antara mekanika kuantum dan relativitas

umum.

Kini, fisikawan teoritis yang dipimpin Prof. Caslav Brukner dari

Universitas Wina mengusulkan suatu eksperimen baru yang dapat

mengamati ketumpangtindihan dari kedua teori tersebut. Fokus pekerjaan

ini adalah mengukur konsep waktu relativistik umum pada skala kuantum.

Temuan ini dipublikasikan minggu ini dalam Nature Communications.

Salah satu prediksi kontraintuitif relativitas umum Einstein adalah

gravitasi mendistorsi aliran waktu. Teori ini memprediksi bahwa jam

berdetak lebih lambat di dekat objek yang besar dan berdetak semakin

cepat saat semakin menjauh dari massa. Efek ini menghasilkan "paradoks

kembar": jika salah satu kembar bergerak keluar untuk tinggal di

ketinggian yang lebih tinggi, maka usianya akan lebih cepat dari usia

kembar lain yang tetap tinggal di darat. Efek ini telah tepat

diverifikasi dalam percobaan klasik, namun tidak dalam hubungannya

dengan efek kuantum, yang merupakan tujuan dari percobaan baru yang

diusulkan kali ini.

Kelompok peneliti Wina ingin mengeksploitasi kemungkinan yang luar

biasa bahwa sebuah partikel kuantum tunggal dapat kehilangan properti

klasiknya dalam memiliki posisi yang didefinisikan dengan baik, atau

sebagaimana yang diutarakan dalam istilah mekanik kuantum: ia dapat

berada dalam "superposisi". Hal ini memungkinkan untuk efek

seperti-gelombang, yang disebut interferensi, dengan sebuah partikel

tunggal. Namun, jika posisi partikel diukur, atau bahkan jika secara

prinsip dapat diketahui, maka efek ini menghilang. Dengan kata lain,

tidak mungkin mengamati interferensi dan sekaligus mengetahui posisi

partikel. Hubungan antara informasi dan interferensi merupakan contoh

komplementaritas kuantum – prinsip yang diusulkan oleh Niels Bohr.

Usulan eksperimental yang sekarang dipublikasikan dalam Nature

Communications ini menggabungkan prinsip tersebut dengan "paradoks

kembar" dari relativitas umum.

Tim riset Universitas Wina beranggapan bahwa sebuah jam tunggal

(partikel dengan perkembangan derajat kebebasan internal seperti spin)

dibawa dalam superposisi dari dua lokasi – yang satu lebih dekat dan

yang yang satunya lagi lebih jauh dari permukaan bumi.

Berdasarkan relativitas umum, jam berdetak pada tingkat yang berbeda

pada dua lokasi, dalam cara yang sama seperti dua kembar yang berbeda

usia. Tapi karena waktu yang diukur dengan jam mengungkapkan informasi

di mana jam itu terletak, interferensi dan sifat-gelombang jam menjadi

menghilang.

"Ini adalah paradoks kembar untuk 'anak tunggal' kuantum, dan

membutuhkan relativitas umum serta mekanika kuantum. Interaksi antara

kedua teori ini belum pernah diselidiki dalam percobaan," kata

Magdalena Zych, penulis utama makalah dan anggota Program Doktor CoQuS

Wina. Dengan demikian, ini merupakan usulan pertama untuk percobaan

yang memungkinkan pengujian gagasan waktu relativistik umum dalam

hubungannya dengan komplementaritas kuantum.



NAMA : O'OZISOKHI GEA, S.Pd

ALAMAT : JL. TUHEMBERUA-SAWO NO.323 SMA NEGERI 1 TUHEMBERUA