Para peneliti telah mengembangkan metode untuk mengukur gravitasi pada tingkat mikroskopis, menandai kemajuan signifikan dalam memahami gravitasi kuantum. Kredit: SciTechDaily.com
Fisikawan berhasil mengukur gravitasi di dunia kuantum, mendeteksi tarikan gravitasi lemah pada partikel kecil dengan teknik baru yang menggunakan magnet melayang, sehingga membawa para ilmuwan semakin dekat untuk memecahkan misteri alam semesta.
Para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk mengungkap kekuatan misterius alam semesta setelah mengetahui cara mengukur gravitasi pada tingkat mikroskopis.
Para ahli belum sepenuhnya memahami bagaimana gaya yang ditemukan oleh Isaac Newton bekerja di dunia kuantum kecil.
Bahkan Einstein dibuat bingung oleh gravitasi kuantum dan, dalam teori relativitas umum, mengatakan tidak ada eksperimen realistis yang dapat menunjukkan gravitasi versi kuantum.
Sebuah Terobosan dalam Gravitasi Kuantum
Namun, fisikawan di Universitas Southampton, yang bekerja sama dengan ilmuwan di Eropa, kini telah berhasil mendeteksi tarikan gravitasi lemah pada sebuah partikel kecil menggunakan teknik baru.
Mereka mengklaim hal ini dapat membuka jalan untuk menemukan teori gravitasi kuantum yang sulit dipahami.
Eksperimen tersebut, dipublikasikan di Kemajuan Ilmu Pengetahuan jurnal, menggunakan magnet melayang untuk mendeteksi gravitasi pada partikel mikroskopis – cukup kecil untuk berbatasan dengan alam kuantum.
Kesan seniman tentang eksperimen kuantum. Kredit: Universitas Southampton
Perintis Penelitian Gravitasi
Penulis utama Tim Fuchs, dari Universitas Southampton, mengatakan hasil ini dapat membantu para ahli menemukan potongan teka-teki yang hilang dalam gambaran kita tentang kenyataan.
Dia menambahkan: “Selama satu abad, para ilmuwan telah mencoba dan gagal memahami bagaimana gravitasi dan mekanika kuantum bekerja sama.
“Sekarang kami telah berhasil mengukur sinyal gravitasi pada massa terkecil yang pernah tercatat, artinya kita selangkah lebih dekat untuk akhirnya menyadari cara kerjanya secara bersamaan.
“Dari sini kami akan mulai memperkecil sumbernya menggunakan teknik ini hingga kami mencapai dunia kuantum di kedua sisi.
“Dengan memahami gravitasi kuantum, kita dapat memecahkan beberapa misteri alam semesta – seperti bagaimana alam semesta dimulai, apa yang terjadi di dalam lubang hitam, atau menyatukan semua gaya menjadi satu teori besar.”
Aturan alam kuantum masih belum sepenuhnya dipahami oleh sains – namun diyakini bahwa partikel dan gaya pada skala mikroskopis berinteraksi secara berbeda dibandingkan objek berukuran biasa.
Akademisi dari Southampton melakukan percobaan dengan para ilmuwan di Universitas Leiden di Belanda dan Institut Fotonik dan Nanoteknologi di Italia, dengan dana dari hibah EU Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).
Studi mereka menggunakan pengaturan canggih yang melibatkan perangkat superkonduktor, yang dikenal sebagai perangkap, dengan medan magnet, detektor sensitif, dan isolasi getaran tingkat lanjut.
Ia mengukur tarikan lemah, hanya 30aN, pada partikel kecil berukuran 0,43mg dengan cara melayangkannya dalam suhu beku seperseratus derajat di atas. nol mutlak – sekitar minus-273 derajat Celsius.
Memperluas Cakrawala Penelitian Kuantum
Hasil ini membuka pintu bagi eksperimen masa depan antara objek dan gaya yang lebih kecil, kata Profesor Fisika Hendrik Ulbricht juga di Universitas Southampton.
Dia menambahkan: “Kami mendorong batas-batas ilmu pengetahuan yang dapat mengarah pada penemuan-penemuan baru tentang gravitasi dan dunia kuantum.
“Teknik baru kami yang menggunakan suhu dan perangkat yang sangat dingin untuk mengisolasi getaran partikel kemungkinan akan membuktikan jalan ke depan dalam mengukur gravitasi kuantum.
“Mengungkap misteri ini akan membantu kita mengungkap lebih banyak rahasia tentang struktur alam semesta, mulai dari partikel terkecil hingga struktur kosmik termegah.”
Referensi: “Mengukur gravitasi dengan massa melayang miligram” oleh Tim M. Fuchs, Dennis G. Uitenbroek, Jaimy Plugge, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Vinante, Hendrik Ulbricht dan Tjerk H. Oosterkamp, 23 Februari 2024 , Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126/sciadv.adk2949