Courtesy of QuantaMagazine

Mengungkap Geometri Kuantum Dalam Kristal: Jalan Baru ke Superkonduktor Masa Depan

Untuk menjelaskan dan mengungkap pengukuran serta pemahaman terbaru tentang geometri kuantum dan fungsi gelombang dalam material kristal dengan harapan mempercepat penemuan fenomena kuantum baru dan pengembangan teknologi seperti komputasi kuantum dan superkonduktivitas suhu ruang.

06 Jun 2025, 07.00 WIB

57 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Kemajuan dalam pengukuran geometri kuantum memberikan wawasan baru tentang perilaku material kuantum.
Geometri kuantum dapat membantu dalam pengembangan superkonduktor yang lebih efisien dan berpotensi pada suhu ruang.
Penelitian tentang kristal topologis seperti kagome membuka pintu untuk penemuan fenomena baru dalam fisika kuantum.

Cambridge, Amerika Serikat; Seoul, Korea Selatan; Espoo, Finlandia - Partikel pada skala kuantum memiliki sifat unik, yakni bisa berada di banyak lokasi sekaligus melalui fungsi gelombang yang tersebar. Mengukur posisi partikel menghasilkan perubahan fungsi gelombang menjadi lokasi pasti, namun pengukuran ini sering menghancurkan fungsi gelombang asli sehingga sulit dipelajari secara lengkap.

Sejak 1980-an, fisikawan mulai mengembangkan metode untuk mengukur fungsi gelombang pada sistem sederhana yang menjadi dasar teknologi komputasi kuantum. Baru-baru ini, pendekatan baru memungkinkan pengukuran fungsi gelombang material secara menyeluruh melalui pengenalan konsep ‘geometri kuantum’, yang menggambarkan lanskap tersembunyi yang menentukan perubahan fungsi gelombang.

Konsep penting dalam geometri kuantum adalah quantum metric dan Berry phase, yang membantu menjelaskan perilaku elektronik dalam material khususnya material topologis. Dalam material ini, perubahan parameter secara berulang dapat menghasilkan perubahan status elektronik yang dramatis, seperti adanya medan hantu yang mempengaruhi elektron.

Penelitian terbaru oleh Riccardo Comin, Mingu Kang, dan tim berhasil mengukur geometri kuantum penuh kristal solid kagome dengan menggunakan sinar ultraviolet dan cahaya terpolarisasi melingkar. Mereka juga berhasil mengaplikasikan metode ini pada kristal black phosphorus, menggambarkan potensi metode ini untuk berbagai material kuantum.

Pemahaman lebih dalam mengenai geometri kuantum menjadi sangat penting dalam penemuan fenomena baru dalam material kuantum dan membuka peluang untuk menciptakan superkonduktor suhu ruang, yang dapat merevolusi teknologi komputasi kuantum, energi surya, dan bidang fisika lainnya.

Referensi:
[1] https://www.quantamagazine.org/first-map-made-of-a-solids-secret-quantum-geometry-20250606/

Analisis Kami

"null"

Analisis Ahli

Prediksi Kami

Pertanyaan Terkait

Apa yang dimaksud dengan fungsi gelombang dalam konteks fisika kuantum?

Fungsi gelombang adalah representasi matematika dari kemungkinan posisi dan keadaan partikel kuantum, yang berubah saat diukur.

Siapa yang merupakan pemimpin penelitian dalam pengukuran geometri kuantum di MIT?

Riccardo Comin adalah pemimpin penelitian dalam pengukuran geometri kuantum di Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Apa itu metrik kuantum dan bagaimana itu digunakan dalam penelitian material kuantum?

Metrik kuantum adalah objek matematis yang menggambarkan bentuk lanskap yang tersembunyi di dalam geometri kuantum dan digunakan untuk memahami perubahan dalam keadaan material.

Mengapa geometri kuantum penting dalam pengembangan superkonduktor?

Geometri kuantum penting karena membantu ilmuwan memahami fenomena baru, yang dapat mempercepat pengembangan superkonduktor.

Apa yang ditemukan oleh Comin dan timnya dalam penelitian mereka tentang kristal kagome?

Comin dan timnya berhasil mengambil gambaran lengkap tentang geometri kuantum dari kristal kagome, termasuk pengukuran kurva Berry dan metrik kuantum.