Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Top News

Eksperimen untuk menguji gravitasi kuantum menjadi sedikit lebih mudah – ScienceDaily


Apakah gravitasi merupakan fenomena kuantum? Itu telah menjadi salah satu pertanyaan besar yang luar biasa dalam fisika selama beberapa dekade. Bersama rekan-rekannya dari Inggris, Anupam Mazumdar, fisikawan dari Universitas Groningen, mengusulkan eksperimen yang dapat menyelesaikan masalah tersebut. Namun, itu membutuhkan mempelajari dua sistem kuantum terjerat yang sangat besar dalam terjun bebas. Dalam makalah baru, yang penulis pertamanya adalah mahasiswa Sarjana tahun ketiga, Mazumdar menyajikan cara untuk mengurangi kebisingan latar belakang agar eksperimen ini lebih mudah dikelola.

Tiga dari empat gaya fundamental dalam fisika dapat dijelaskan dalam teori kuantum. Ini tidak terjadi pada gaya keempat (gravitasi), yang dijelaskan oleh teori relativitas umum Einstein. Percobaan yang sebelumnya dirancang oleh Mazumdar dan rekan-rekannya dapat membuktikan atau menyangkal sifat gravitasi quantum.

Superposisi

Konsekuensi yang terkenal dari teori kuantum adalah fenomena yang disebut superposisi kuantum: dalam situasi tertentu, status kuantum dapat memiliki dua nilai berbeda pada saat yang sama. Ambil elektron yang disinari dengan sinar laser. Teori kuantum mengatakan bahwa ia dapat menyerap atau tidak menyerap energi foton dari cahaya. Menyerap energi akan mengubah putaran elektron, momen magnet yang bisa naik atau turun. Hasil superposisi kuantum adalah spin naik dan turun.

Efek kuantum ini terjadi pada objek kecil, seperti elektron. Dengan menargetkan elektron pada berlian miniatur yang dibuat secara khusus, dimungkinkan untuk membuat superposisi pada objek yang jauh lebih besar. Berlian cukup kecil untuk menopang superposisi ini, tetapi juga cukup besar untuk merasakan tarikan gravitasi. Karakteristik inilah yang dieksploitasi oleh eksperimen: menempatkan dua berlian ini bersebelahan saat terjun bebas dan, oleh karena itu, membatalkan gravitasi eksternal. Artinya, mereka hanya berinteraksi melalui gravitasi di antara keduanya.

Menantang

Dan di situlah fenomena kuantum lain masuk. Keterikatan kuantum berarti bahwa ketika dua atau lebih partikel dihasilkan dalam jarak dekat, status kuantum mereka akan terhubung. Dalam kasus berlian, jika salah satunya berputar, berlian lainnya yang terjerat harus berputar ke bawah. Jadi, eksperimen dirancang untuk menentukan apakah belitan kuantum terjadi pada pasangan selama jatuh bebas, ketika gaya gravitasi antara berlian adalah satu-satunya cara mereka berinteraksi.

‘Namun, eksperimen ini sangat menantang,’ jelas Mazumdar. Ketika dua objek sangat berdekatan, mekanisme interaksi lain yang mungkin hadir, efek Casimir. Dalam ruang hampa, dua benda dapat menarik satu sama lain melalui efek ini. ‘Ukuran efeknya relatif besar dan untuk mengatasi kebisingan yang ditimbulkannya, kita harus menggunakan berlian yang relatif besar.’ Sudah jelas sejak awal bahwa kebisingan ini harus dikurangi agar eksperimen lebih mudah dikelola. Oleh karena itu, Mazumdar ingin tahu apakah perisai untuk efek Casimir itu mungkin.

Kuncitara

Dia menyerahkan masalah itu kepada Thomas van de Kamp, seorang mahasiswa Sarjana tahun ketiga Fisika. ‘Dia datang kepada saya karena dia tertarik pada gravitasi kuantum dan ingin melakukan proyek penelitian untuk tesis Sarjana,’ kata Mazumdar. Selama penguncian musim semi, ketika sebagian besar kelas normal ditangguhkan, Van de Kamp mulai menangani masalah tersebut. ‘Dalam waktu yang sangat singkat, dia mempresentasikan solusinya, yang dijelaskan dalam makalah kami.’

Solusi ini didasarkan pada penempatan pelat konduktor dari tembaga, setebal sekitar satu milimeter, di antara dua berlian. Piring tersebut melindungi potensi Casimir di antara mereka. Tanpa pelat, potensi ini akan mendekatkan berlian satu sama lain. Namun dengan adanya plat tersebut, berlian tidak lagi tertarik satu sama lain, melainkan ke plat di antara keduanya. Mazumdar: ‘Ini menghilangkan interaksi antara berlian melalui efek Casimir, dan karena itu menghilangkan banyak kebisingan dari percobaan.’

Luar biasa

Perhitungan yang dilakukan oleh Van de Kamp menunjukkan bahwa massa kedua berlian dapat dikurangi dengan dua kali lipat. “Ini mungkin tampak seperti langkah kecil, tetapi itu membuat eksperimen tidak terlalu menuntut.” Selain itu, parameter lain seperti tingkat vakum yang diperlukan selama eksperimen juga menjadi lebih ringan karena perisai dari efek Casimir. Mazumdar mengatakan bahwa pembaruan lebih lanjut tentang eksperimen tersebut, yang juga mencakup kontribusi dari mahasiswa Sarjana Thomas van de Kamp, mungkin akan muncul dalam waktu dekat. “Jadi, proyek enam bulannya telah membuatnya menjadi penulis bersama di dua makalah, suatu prestasi yang luar biasa.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Groningen. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online