JAKARTA, ifakta.co – Tim peneliti internasional berhasil menguji salah satu prinsip penting dalam teori gravitasi Einstein pada objek kuantum. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa prinsip ekuivalensi Einstein tetap berlaku meski objek berada dalam kondisi yang diatur oleh mekanika kuantum.
Penelitian tersebut dilakukan menggunakan atom yang didinginkan hingga mencapai suhu sangat rendah. Para peneliti kemudian mengatur atom dalam kondisi kuantum sehingga gelombangnya dapat menempuh dua jalur secara bersamaan.
Temuan ini menjadi penting karena objek kuantum memiliki perilaku berbeda dibandingkan benda dalam kehidupan sehari-hari. Dalam mekanika kuantum, sebuah objek dapat bertindak sebagai gelombang dan berada dalam lebih dari satu kemungkinan jalur pada waktu yang sama.
Iklan
Kondisi tersebut sebelumnya memunculkan pertanyaan mendasar. Apakah prinsip ekuivalensi Einstein, yang selama ini menjadi dasar pemahaman mengenai gravitasi, masih berlaku ketika sebuah objek tidak bergerak melalui satu jalur klasik yang pasti?
Dalam studi yang diterbitkan di jurnal Science Advances, peneliti menguji pertanyaan tersebut melalui eksperimen terhadap objek mikroskopis yang mengikuti aturan mekanika kuantum.
Prinsip ekuivalensi Einstein menyatakan bahwa gravitasi memberikan pengaruh yang sama terhadap semua objek, terlepas dari massanya. Prinsip ini juga menjelaskan bahwa pengamat yang berada dalam kondisi jatuh bebas tidak merasakan gaya gravitasi secara lokal.
Untuk menguji prinsip tersebut dalam lingkungan kuantum, tim peneliti menggunakan perangkat bernama Interferometer Galileo Kuantum. Nama perangkat itu diberikan untuk menghormati karya Galileo dalam penelitian mengenai gravitasi.
Perangkat tersebut memungkinkan peneliti membagi gelombang kuantum yang berkaitan dengan sebuah atom menjadi dua jalur berbeda.
Satu jalur berada dalam posisi tetap atau stasioner relatif terhadap laboratorium dan Bumi. Sementara itu, jalur lainnya berada dalam kondisi jatuh bebas.
Setelah kedua jalur menempuh lintasan masing-masing, peneliti menyatukannya kembali. Mereka kemudian mengamati perubahan yang terjadi pada gelombang kuantum akibat pengaruh gravitasi selama perjalanan pada jalur jatuh bebas.
Hasil pengamatan menunjukkan adanya perubahan kecil pada keadaan kuantum atom ketika kedua jalur kembali digabungkan. Perubahan tersebut sesuai dengan prediksi yang dihasilkan ketika prinsip ekuivalensi Einstein diterapkan pada gelombang kuantum.
Dengan demikian, eksperimen ini memperlihatkan bahwa gravitasi Einstein tetap menunjukkan perilaku yang diperkirakan ketika diuji pada sistem kuantum dalam kondisi eksperimen tersebut.
Meski demikian, para peneliti menegaskan bahwa hasil penelitian ini belum membuktikan gravitasi itu sendiri bersifat kuantum. Eksperimen tersebut hanya menunjukkan bahwa prinsip ekuivalensi Einstein tetap konsisten dengan mekanika kuantum dalam kondisi yang diuji.
Temuan ini juga berkaitan dengan salah satu persoalan terbesar dalam fisika modern. Para ilmuwan hingga kini terus berupaya memahami bagaimana gravitasi dalam teori relativitas Einstein dapat dipadukan dengan mekanika kuantum dalam satu gambaran utuh mengenai alam semesta.
Karena itu, eksperimen menggunakan atom kuantum tersebut memberikan tambahan wawasan mengenai hubungan antara kedua teori fundamental tersebut.
Para peneliti juga melihat peluang pengembangan teknik serupa untuk eksperimen berikutnya. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dinilai berpotensi diterapkan pada objek yang lebih berat.
Salah satu objek yang menjadi perhatian adalah berlian berukuran nano atau nanodiamond. Objek tersebut dapat digunakan dalam eksperimen lanjutan untuk menguji apakah mekanika kuantum tetap berlaku ketika sistem berada dalam kondisi yang semakin ekstrem.
Penelitian ini sekaligus membuka peluang untuk menguji batas antara dunia kuantum dan fenomena gravitasi secara lebih mendalam. Dengan menggunakan objek yang semakin kompleks dan berat, ilmuwan dapat memperoleh pemahaman baru mengenai hubungan antara gravitasi dan mekanika kuantum.
(her/faz)
