Dalam dunia fisika kuantum, rekor lain sepertinya baru saja terpecahkan. Dalam sebuah makalah yang terdaftar di situs pra-cetak ArXiv, para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok mengklaim telah mengamati atom dalam keadaan superposisi kuantum selama 23 menit. Dapat menjaga kestabilan keadaan kuantum selama waktu yang lama bisa membantu membuat perangkat kuantum lebih tahan lama dan menemukan efek-efek aneh baru dalam fisika kuantum, mereka berpendapat.
Superposisi adalah fenomena di mana sebuah objek pada suatu saat memiliki potensi untuk mengisi beberapa keadaan yang berbeda, tetapi keadaan sesungguhnya tidak diketahui. Objek yang sangat kecil, seperti foton atau elektron, menunjukkan perilaku ini; mereka bersikap seperti gelombang, potensial untuk mengisi berbagai posisi pada satu waktu tertentu, daripada seperti partikel dengan posisi tunggal. Pentingnya, ketika objek dalam superposisi diamati, keadaannya runtuh dan hanya terlihat dalam salah satu keadaan potensialnya. Anda bisa memikirkannya seperti koin yang dilempar – sambil berputar di udara, mungkin keduanya kepala atau ekor pada saat yang sama, tetapi ketika Anda melihatnya setelah mendarat, itu hanya bisa satu atau yang lain.
Anda mungkin juga pernah mendengar superposisi dijelaskan menggunakan paradoks kucing terkenal Schrödinger. Ini adalah eksperimen pikiran yang diajukan oleh fisikawan Erwin Schrödinger, di mana seekor kucing ditempatkan dalam kotak tertutup dengan bahan radioaktif yang akan membusuk secara acak, yang, ketika itu terjadi, membunuh kucing. Sampai Anda membuka kotak, eksperimen tersebut mengusulkan bahwa kucing berada dalam superposisi, secara bersamaan hidup dan mati. Meskipun sering digunakan untuk menjelaskan superposisi, eksperimen Schrödinger dimaksudkan untuk menunjukkan absurditas yang tampak dari perilaku kuantum ini.
Selama bertahun-tahun, peneliti telah dapat menemukan objek-objek kecil yang menunjukkan superposisi, dengan partikel cahaya dan bahkan kristal kecil di laboratorium yang terbukti mengisi beberapa keadaan pada saat yang sama. Tetapi objek dalam eksperimen ini selalu sangat tidak stabil, dan pemaparan superposisi mereka sangat singkat. Namun dalam studi baru ini, para peneliti Tiongkok, dipimpin oleh fisikawan Zheng-Tian Lu, tampaknya telah menggunakan atom yang terjebak cahaya untuk mempertahankan fenomena tersebut.
Para peneliti menggunakan sekitar 10.000 atom iterbium, yang mereka dinginkan hingga beberapa ribu derajat di atas nol mutlak dan menjebak mereka dengan gaya elektromagnetik dari cahaya laser. Dalam kondisi ini, keadaan kuantum atom bisa dikendalikan dengan sangat tepat, dan para peneliti memanfaatkan hal ini untuk menempatkan setiap atom dalam superposisi dari dua keadaan konkuren yang memiliki dua putaran yang sangat berbeda.
Secara umum, gangguan dari lingkungan atom akan menyebabkan mereka runtuh ke dalam satu keadaan dalam hitungan detik atau milidetik, tetapi para peneliti dapat menyetel laser secara tepat untuk menjaganya selama durasi yang belum pernah terjadi sebelumnya selama 1.400 detik, atau 23 menit. Penting untuk dicatat, bagaimanapun, bahwa karya ini belum secara resmi ditinjau secara independen.
Karena memperpanjang superposisi selama waktu yang lama, teknik seperti itu, jika terbukti memungkinkan, bisa digunakan di masa depan untuk mendeteksi dan mempelajari gaya magnet, menyelidiki efek-efek baru dan eksotis dalam fisika, atau bahkan memungkinkan memor kuantum yang sangat stabil.
Cerita ini awalnya muncul di WIRED Italia dan telah diterjemahkan dari bahasa Italia.