Ilmuwan Menggunakan Laser untuk Menginduksi Magnet pada Suhu Kamar, Menentang Batas Kuantum Konvensional
Kolaborasi penelitian internasional telah memelopori menginduksi magnetisme pada bahan non-magnetik pada suhu kamar menggunakan sinar laser, yang berpotensi merevolusi teknologi informasi dan ilmu material. Kredit: SciTechDaily.com
Potensi teknologi kuantum sangat besar namun saat ini sebagian besar terbatas pada lingkungan laboratorium yang sangat dingin. Kini, para peneliti di Universitas Stockholm, Institut Fisika Teoretis Nordik, dan Universitas Ca’ Foscari di Venesia untuk pertama kalinya berhasil menunjukkan bagaimana sinar laser dapat menginduksi perilaku kuantum pada suhu kamar. – dan membuat bahan non-magnetik menjadi magnet. Terobosan ini diharapkan dapat membuka jalan bagi komputer, transfer informasi, dan penyimpanan data yang lebih cepat dan hemat energi.
Dalam beberapa dekade, kemajuan teknologi kuantum diperkirakan akan merevolusi beberapa bidang terpenting dalam masyarakat dan membuka jalan bagi kemungkinan teknologi baru dalam komunikasi dan energi. Yang menarik bagi para peneliti di bidang ini adalah sifat aneh dan ganjil dari partikel kuantum – yang sepenuhnya menyimpang dari hukum fisika klasik dan dapat membuat material bersifat magnetis atau superkonduktor. Dengan meningkatkan pemahaman tentang bagaimana dan mengapa keadaan kuantum jenis ini muncul, tujuannya adalah untuk dapat mengontrol dan memanipulasi material untuk memperoleh sifat mekanika kuantum.
Sejauh ini, para peneliti hanya mampu menginduksi perilaku kuantum, seperti magnetisme dan superkonduktivitas, pada suhu yang sangat dingin. Oleh karena itu, potensi penelitian kuantum masih terbatas pada lingkungan laboratorium.
Stefano Bonetti di labnya di Universitas Stockholm. Kredit: Yayasan Knut dan Alice Wallenberg/Magnus Bergström
Terobosan dalam Efek Kuantum Suhu Kamar
Kini, tim peneliti dari Universitas Stockholm dan Institut Fisika Teoretis Nordik (NORDITA)* di Swedia, Universitas Connecticut dan Laboratorium Akselerator Nasional SLAC di AS, Institut Nasional untuk Ilmu Material di Tsukuba, Jepang, Elettra-Sincrotrone Trieste, Universitas ‘Sapienza’ Roma dan Universitas Ca’ Foscari Venesia di Italia, adalah yang pertama di dunia yang mendemonstrasikan dalam eksperimen bagaimana sinar laser dapat menginduksi magnetisme pada bahan non-magnetik pada suhu kamar. Dalam penelitian yang dipublikasikan di jurnal ilmiah Alampara peneliti menjadikan bahan kuantum strontium titanat terkena sinar laser pendek namun intens dengan panjang gelombang dan polarisasi khusus, untuk menginduksi magnetisme.
Pendekatan Baru untuk Manipulasi Material
“Inovasi dalam metode ini terletak pada konsep membiarkan cahaya menggerakkan atom dan elektron dalam material ini dalam gerakan melingkar, sehingga menghasilkan arus yang menjadikannya magnetis seperti magnet kulkas. Kami mampu melakukannya dengan mengembangkan sumber cahaya baru dalam inframerah jauh dengan polarisasi berbentuk “pembuka botol”. Ini adalah pertama kalinya kami dapat menginduksi dan melihat dengan jelas bagaimana suatu bahan menjadi magnetis pada suhu kamar dalam sebuah percobaan. Selain itu, pendekatan kami memungkinkan pembuatan bahan magnetik dari banyak isolator, padahal magnet biasanya terbuat dari logam. Dalam jangka panjang, hal ini membuka kemungkinan penerapan baru di masyarakat,” kata pemimpin penelitian Stefano Bonetti di Universitas Stockholm dan Universitas Ca’ Foscari di Venesia.
Penerapan Praktis dan Implikasinya di Masa Depan
Metode ini didasarkan pada teori “multiferroicity dinamis”, yang memperkirakan bahwa ketika atom titanium “diaduk” dengan cahaya terpolarisasi sirkular dalam oksida berbahan dasar titanium dan strontium, medan magnet akan terbentuk. Namun baru sekarang teori tersebut dapat dikonfirmasi dalam praktik. Terobosan ini diharapkan dapat diterapkan secara luas di beberapa teknologi informasi.
“Hal ini membuka peluang bagi saklar magnetis ultra-cepat yang dapat digunakan untuk transfer informasi lebih cepat dan penyimpanan data jauh lebih baik, serta untuk komputer yang jauh lebih cepat dan hemat energi,” kata Alexander Balatsky, profesor fisika di NORDITA.
Faktanya, hasil penelitian tim telah direproduksi di beberapa laboratorium lain, dan publikasi di Nature edisi yang sama menunjukkan bahwa pendekatan ini dapat digunakan untuk menulis, dan karenanya menyimpan, informasi magnetik. Babak baru dalam mendesain material baru menggunakan cahaya telah dibuka.
Referensi: “Multiferroicity dinamis berbasis medan listrik Terahertz di SrTiO3” oleh M. Basini, M. Pancaldi, B. Wehinger, M. Udina, V. Unikandanunni, T. Tadano, MC Hoffmann, AV Balatsky dan S. Bonetti, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-07175-9
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
