Pada umumnya, penambahan energi ke dalam sebuah sistem akan membuatnya lebih panas. Namun, tahun lalu, para ilmuwan mendemonstrasikan bahwa sistem kuantum tidak selalu mengikuti pola tersebut, dengan menemukan gas kuantum yang pada intinya menolak untuk memanas.
Setelah dilakukan investigasi lebih lanjut, sebuah tim yang berkerabat dekat berhasil mengidentifikasi asal-usul mikroskopik dari perilaku yang tampak tak masuk akal ini. Temuan mereka dilaporkan dalam makalah terbaru yang dipublikasikan di Physical Review Letters. Untuk studi ini, para peneliti—sebuah tim internasional yang berbasis di Tiongkok dan Austria—merancang sebuah kerangka kerja matematika yang memungkinkan mereka melacak interaksi individual di dalam sistem. Hasilnya, mereka menemukan bahwa dalam struktur khusus ini, atom-atom yang berinteraksi kuat membentuk ulang perilaku sistem di dalam kisi-kisi lokal.
Dorongan Kuantum
Kunci dari temuan ini adalah fenomena yang disebut pelokalanan dinamika, atau “hentian tak terduga dalam pertumbuhan energi” untuk partikel tunggal yang terpapar “dorongan” energi periodik dalam sistem kuantum, sebagaimana dijelaskan dalam makalah tersebut.
Hal itu “sangat bertolak belakang dengan pengalaman sehari-hari kita, yang mengatakan bahwa sistem yang didorong umumnya akan mengalami termalisasi menuju suhu tak terhingga,” catat studi tersebut. Para fisikawan mempertanyakan apakah perilaku serupa dapat diamati dalam sistem yang lebih kompleks, mengingat partikel tunggal relatif lebih mudah dikendalikan.
Pembekuan
Inilah yang coba ditunjukkan oleh eksperimen tahun 2025 dan, yang cukup mengesankan, berhasil dilakukan. Untuk studi sebelumnya, tim menciptakan fluida kuantum satu dimensi dari atom-atom yang berinteraksi kuat, lalu mendinginkannya hingga mendekati nol absolut. Kemudian mereka memberikan “dorongan” periodik dengan sinar laser untuk melihat bagaimana sistem tersebut berubah.
Seperti yang diduga, atom-atom tersebut awalnya memang terpental, namun momentum mereka mulai melambat dan akhirnya mencapai dataran tinggi saat sistem tidak lagi menyerap energi—dan karenanya berhenti memanas. Sistem telah “terlokalisasi dalam ruang momentum,” jelas para peneliti dalam sebuah pernyataan mengenai temuan tahun 2025 tersebut.
“Awalnya kami mengira atom-atom akan beterbangan ke segala arah. Alih-alih, mereka berperilaku dengan keteraturan yang luar biasa,” ujar Yanliang Guo, penulis utama studi 2025 dan salah satu penulis bersama studi 2026, dalam pernyataan tersebut. “Ini bertentangan dengan intuisi klasik kita dan mengungkapkan stabilitas luar biasa yang berakar pada mekanika kuantum.”
Menemukan Titik Kehancuran
Pada tahun 2025, Guo menekankan pentingnya mengembangkan model untuk menguji dan memahami sistem-sistem ini secara menyeluruh—yang kemudian mendasari studi terbaru ini. Model matematika baru tersebut memetakan hubungan antara kekuatan interaksi antarpartikel dan amplitudo momentum sistem. Menurut makalah tersebut, pada titik tertentu, dorongan energi eksternal menyebabkan “kehancuran” dalam besaran energi yang bersedia diterima oleh sistem lokal.
Meskipun sangat menarik, studi terbaru ini—tidak seperti karya tim sebelumnya dari tahun 2025—sebagian besar bersifat teoretis. Tim juga menyadari hal ini; perhitungan matematisnya valid, tetapi idealnya, para peneliti berharap dapat segera membawanya ke tingkat eksperimental. Lebih dari itu, kalkulasi mereka menunjukkan bahwa model ini dapat diperluas ke sistem kuantum lain yang diketahui terkadang meninggalkan termodinamika jauh di belakang.
Untuk saat ini, temuan ini justru meninggalkan lebih banyak pertanyaan yang belum terjawab. Seperti yang ditanyakan tim dalam makalahnya, “Apakah ada kekuatan dorongan atau kekuatan interaksi kritis untuk sejumlah partikel yang sembarang? Dan apakah pelokalanan stabil pada kekuatan interaksi berhingga dalam limit termodinamika?”