Di suatu tempat di alam kuantum, ada pesta kecil yang sedang berlangsung. Para peneliti menciptakan berlian melayang ultra-kecil, dengan diameter seukuran 350 untai DNA manusia, yang memantulkan cahaya seperti bola diskotek saat berputar lebih dari satu miliar kali per menit.
Dekorasi pesta yang sangat kecil ini adalah ciptaan ilmuwan Universitas Purdue, yang menggunakan mereka untuk membuat pengukuran super tepat yang dapat membantu menerangi hubungan antara mekanika kuantum dan gravitasi. Ada upaya sebelumnya untuk melayangkan nanoberlian, tapi benar-benar membuatnya berhasil memerlukan kondisi yang sangat tepat.
“Dalam percobaan sebelumnya dengan berlian mengambang ini mengalami kesulitan dalam mencegah hilangnya mereka di ruang hampa dan membaca qubit putaran,” kata Tongcang Li, seorang profesor fisika dan astronomi di Purdue, dalam sebuah pernyataan. “Namun, dalam karya kami, kami berhasil melayangkan sebuah berlian di ruang hampa menggunakan jebakan ion khusus. Untuk pertama kalinya, kami bisa mengamati dan mengontrol perilaku qubit putaran di dalam berlian yang mengambang di ruang hampa.”
Qubit, versi kuantum dari bit komputer, adalah unit dasar informasi kuantum, di mana material semikonduktor digunakan untuk memerangkap muatan elektron individu dan putaran yang terkait. Untuk menciptakan kondisi yang diperlukan untuk mempelajari bagaimana rotasi berlian mempengaruhi qubit putaran, para peneliti harus memutar berlian dengan kecepatan pusing 1,2 miliar putaran per menit.
Mereka dapat melakukannya dengan membuat wafer safir dengan pelapisan emas tebal 300 nanometer, menggunakan fotolitografi, teknik yang sama digunakan untuk membuat chip komputer. Berlian itu sendiri, yang rata-rata berdiameter 750 nanometer, dibuat dengan tekanan tinggi dan suhu tinggi, mempercepat proses alami yang memberi kita batu kilauan. Berlian tersebut mengandung struktur kecil yang dapat menjadi tuan rumah untuk qubit putaran elektron.
Untuk mengukur putaran berlian, berlian tersebut dipukul dengan laser hijau, menyebabkannya memancarkan cahaya merah. Cahaya itu, pada gilirannya, memungkinkan para peneliti menentukan keadaan putaran elektron. Laser lain digunakan untuk memantau putaran nanoberlian. Saat berputar, nanoberlian akan menyebarkan cahaya inframerah laser, seperti bola diskotek.
Meskipun teknik baru, yang dijelaskan dalam sebuah makalah di jurnal Nature Communications, akan memungkinkan studi konsep-konsep rumit seperti fisika kuantum, para peneliti mengatakan ada aplikasi praktis juga, seperti menggunakannya untuk akselerometer yang tepat dan sensor medan listrik.
Sayangnya, tidak ada informasi apakah tim juga berhasil menciptakan glow stick yang sangat kecil.