Kristal waktu ‘tidak mungkin’, tetapi mereka tunduk pada fisika kuantum

Kristal waktu telah lama dianggap tidak mungkin karena gerakan abadi mereka tampaknya menentang hukum fisika. Namun, menggunakan fisika kuantum Para ilmuwan tidak hanya menciptakan kristal waktu, tetapi mereka sekarang juga menunjukkan bahwa mereka memiliki potensi untuk memberi daya pada perangkat yang berguna di masa depan.

Para ilmuwan telah menciptakan sistem “kristal waktu” dua benda pertama dalam sebuah eksperimen yang tampaknya memutarbalikkan hukum fisika.

Ini terjadi setelah tim yang sama baru-baru ini menyaksikan interaksi pertama dari fase baru masalah ini.

Kristal waktu telah lama diyakini tidak mungkin karena mereka terbuat dari atom yang bergerak tanpa henti. Penemuan yang dipublikasikan hari ini (2 Juni 2022) di jurnal Komunikasi Alammenunjukkan bahwa kristal waktu tidak hanya dapat dibuat, tetapi juga dapat diubah menjadi perangkat yang berguna.

Kristal waktu berbeda dari kristal standar – seperti mineral atau batuan – yang terdiri dari atom-atom yang tersusun dalam pola yang berulang secara teratur di ruang angkasa.

Pertama kali dikembangkan pada tahun 2012 oleh peraih Nobel Frank Wilczek dan didefinisikan pada tahun 2016, kristal waktu menunjukkan sifat yang aneh yaitu diam, gerakan berulang dalam waktu meskipun tidak ada input eksternal. Atom-atomnya terus-menerus berosilasi, berputar, atau bergerak pertama dalam satu arah, dan kemudian ke arah lain.

Para peneliti mendinginkan helium-3 superfluida cair hingga mendekati nol mutlak (minus 273,15 derajat Celcius) di dalam lemari es yang berputar ini, dua kali menciptakan kristal dan menjaganya tetap dalam jangkauan. Kredit Gambar: © Universitas Aalto / Mikko Raskinen

Rekan EPSRC Dr Samoli Ooty, penulis utama dari Departemen Fisika di Universitas Lancaster, menjelaskan: “Semua orang tahu bahwa mesin gerak abadi tidak mungkin. Namun, dalam fisika kuantum, gerak abadi tidak masalah selama kita menutup mata. Dengan menyelinap masuk celah ini kita bisa membuat kristal Waktu.

“Ternyata menyatukan keduanya bekerja dengan indah, bahkan jika kristal waktu tidak ada di tempat pertama. Dan kita sudah tahu bahwa mereka juga ada pada suhu kamar.”

“Sistem dua tingkat” adalah blok bangunan fundamental dari komputer kuantum. Kristal waktu dapat digunakan untuk membangun perangkat kuantum yang beroperasi pada suhu kamar.

Sebuah tim peneliti internasional dari Universitas Lancaster, Royal Holloway London, Institut Landau dan Universitas Aalto Di Helsinki, kristal waktu diamati menggunakan helium-3, isotop helium langka dengan satu neutron hilang. Percobaan dilakukan di Universitas Aalto.

Mereka mendinginkan helium-3 superfluida hingga sekitar sepersepuluh dari seribu derajat[{” attribute=””>absolute zero (0.0001K or -273.15°C). The researchers created two time crystals inside the superfluid, and brought them to touch. The scientists then watched the two time crystals interacting as described by quantum physics.

Reference: “Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals” 2 June 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-w