Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Fisika Kuantum: Mengendalikan Partikel Nanoskal untuk Sensor Super Presisi

Melakukan demonstrasi squeezing kuantum pada gerakan partikel nanoskal untuk membuka pemahaman baru tentang mekanika kuantum pada skala makroskopik dan mengembangkan sensor ultra-presisi untuk aplikasi teknologi masa depan seperti navigasi tanpa GPS dan kendaraan otonom.

19 Sep 2025, 07.22 WIB

99 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Tim di Universitas Tokyo berhasil mendemonstrasikan pemerasan kuantum pada partikel nanoscale.
Penemuan ini dapat membuka jalan untuk sensor yang lebih akurat dalam teknologi navigasi.
Penelitian ini menjembatani kesenjangan antara mekanika kuantum dan dunia makroskopik.

Tokyo, Jepang - Para peneliti di Universitas Tokyo berhasil menciptakan kondisi di mana gerakan partikel berukuran nanoskopik mengalami ‘quantum squeezing’, yaitu keadaan di mana ketidakpastian pengukuran posisi dan kecepatan partikel bisa lebih kecil dari batas yang biasanya dianggap tidak bisa dilanggar dalam fisika kuantum. Hal ini merupakan pencapaian penting karena selama ini pengujian hukum-hukum kuantum hanya fokus pada partikel-partikel yang sangat kecil seperti atom dan foton.

Tim menggunakan partikel kaca yang ukurannya di skala nano dan menempatkannya di ruang hampa udara untuk mencegah gangguan dari lingkungan luar. Partikel ini dilevitasi secara magnetik dan didinginkan hingga mendekati energi terendahnya. Dengan mengatur jebakan yang menahan partikel tersebut, mereka bisa mengontrol dan mengukur kecepatan partikel secara teliti, sehingga melihat efek pengurangan ketidakpastian gerakan sesuai prinsip quantum squeezing.

Keberhasilan ini membuka peluang baru untuk menyelidiki transisi antara mekanika klasik yang kita alami sehari-hari dan mekanika kuantum yang biasanya hanya berlaku pada skala atomik. Penemuan tersebut adalah sebuah langkah maju untuk memahami hukum alam dan melihat sejauh mana fenomena kuantum dapat dialami pada benda yang lebih besar.

Selain aspek fisika fundamental, hasil penelitian ini memiliki dampak praktis yang signifikan. Sensor ultrateliti berbasis fenomena quantum squeezing dapat dikembangkan untuk memberikan ketepatan tinggi dalam berbagai aplikasi, seperti navigasi yang tidak bergantung pada GPS, teknologi kendaraan otonom, serta pengukuran di bidang medis, geologi, dan komunikasi yang sangat presisi.

Penemuan ini menandai awal dari jajaran riset dan pengembangan yang lebih luas dalam teknologi kuantum. Dengan mengatasi tantangan kestabilan dan mengendalikan fluktuasi lingkungan, para peneliti berhasil memberikan platform baru yang kuat untuk eksplorasi fisika dan inovasi teknologi kuantum di masa datang.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/tokyo-researchers-quantum-squeezing-nanoscale

Analisis Ahli

Anton Zeilinger

"Pencapaian ini memperlihatkan cara inovatif mengendalikan sistem kuantum yang lebih besar, sehingga memperluas kemungkinan pengujian prinsip dasar fisika di skala makroskopik."

Rainer Blatt

"Mengatur partikel nanoskal untuk mencapai kondisi squeezing kuantum secara stabil merupakan terobosan teknis yang krusial bagi kemajuan quantum sensing dan teknologi quantum information."

Analisis Kami

"Demonstrasi squeezing kuantum pada partikel nanoskal ini adalah lompatan signifikan dalam fisika kuantum yang melampaui laboratorium atom dan foton tradisional. Kesulitan teknis yang berhasil diatasi juga membuka paradigma baru dalam pengembangan perangkat kuantum yang sebelumnya sulit diwujudkan karena keterbatasan stabilitas dan sensitivitas."

Prediksi Kami

Teknologi sensor kuantum yang sangat sensitif dapat dikembangkan dan diterapkan secara luas, memungkinkan navigasi presisi tinggi tanpa bergantung pada sinyal satelit serta memacu kemajuan dalam bidang medis, geologi, dan komunikasi.