Fisikawan telah berhasil mengukur gravitasi di dunia kuantum, menemukan tarikan gravitasi lemah pada partikel kecil menggunakan teknik baru yang menggunakan magnet tersuspensi, membawa para ilmuwan semakin dekat untuk memecahkan misteri alam semesta.

Para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk mengungkap kekuatan misterius alam semesta setelah menemukan cara mengukur gravitasi pada tingkat mikroskopis.

Para ahli belum sepenuhnya memahami bagaimana gaya yang ditemukan oleh Isaac Newton bekerja di alam kuantum kecil.

Bahkan Einstein pun bingung dengan gravitasi kuantum, dan mengatakan dalam teori relativitas umum bahwa tidak ada eksperimen realistis yang dapat menunjukkan gravitasi versi kuantum.

Sebuah terobosan dalam gravitasi kuantum

Namun, fisikawan di Universitas Southampton, yang bekerja sama dengan ilmuwan di Eropa, telah berhasil mendeteksi lemahnya gaya tarik menarik pada partikel kecil menggunakan teknik baru.

Mereka mengklaim bahwa hal ini dapat membuka jalan bagi penemuan teori gravitasi kuantum yang sulit dipahami.

Pengalaman diterbitkan di Kemajuan ilmu pengetahuan majalah, menggunakan magnet berkekuatan tinggi untuk mendeteksi gravitasi pada partikel mikroskopis — cukup kecil untuk menantang dunia kuantum.

Kesan seniman terhadap eksperimen kuantum. Kredit: Universitas Southampton

Merintis penelitian gravitasi

Penulis utama Tim Fox, dari Universitas Southampton, mengatakan temuan ini dapat membantu para ahli menemukan potongan teka-teki yang hilang dalam gambaran realitas kita.

Dia menambahkan: “Selama satu abad, para ilmuwan telah mencoba dan gagal memahami bagaimana gravitasi dan mekanika kuantum bekerja sama.

“Kami kini telah berhasil mengukur sinyal gravitasi pada massa terkecil yang pernah tercatat, yang berarti kami selangkah lebih dekat untuk memahami cara kerja gravitasi secara bersamaan.

“Dari sini kita akan mulai mengurangi ukuran sumber menggunakan teknik ini hingga kita mencapai dunia kuantum di kedua sisi.

“Dengan memahami gravitasi kuantum, kita dapat memecahkan beberapa misteri alam semesta – seperti bagaimana alam semesta dimulai, apa yang terjadi di dalam lubang hitam, atau menyatukan semua gaya menjadi satu teori besar.”

Aturan dunia kuantum masih belum sepenuhnya dipahami oleh sains, namun partikel dan gaya pada tingkat mikroskopis diperkirakan berinteraksi secara berbeda dibandingkan dengan objek berukuran normal.

Akademisi dari Southampton melakukan percobaan dengan para ilmuwan di Universitas Leiden di Belanda dan Institut Fotonik dan Nanoteknologi di Italia, yang didanai oleh hibah EU Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

Studi mereka menggunakan pengaturan canggih yang melibatkan perangkat superkonduktor, yang dikenal sebagai perangkap, dengan medan magnet, detektor sensitif, dan isolasi getaran tingkat lanjut.

Gaya tarik yang lemah, hanya 30 ampere, diukur pada partikel sekecil 0,43 mg dengan menahannya pada suhu beku hingga seperseratus derajat di atasnya. Nol mutlak – Sekitar -273 derajat Celsius.

Memperluas cakrawala penelitian kuantum

Profesor fisika Hendrik Ulbricht, juga di Universitas Southampton, mengatakan hasil ini membuka pintu bagi eksperimen masa depan antara benda dan gaya yang lebih kecil.

Dia menambahkan: “Kami mendorong batas-batas ilmu pengetahuan yang dapat mengarah pada penemuan-penemuan baru tentang gravitasi dan dunia kuantum.

“Teknologi baru kami yang menggunakan suhu kriogenik dan perangkat untuk mengisolasi getaran partikel kemungkinan akan membuktikan jalan ke depan dalam mengukur gravitasi kuantum.

“Mengungkap misteri ini akan membantu kita mengungkap lebih banyak rahasia tentang struktur alam semesta, dari partikel terkecil hingga struktur kosmik terbesar.”

Referensi: “Mengukur Gravitasi dengan Massa yang Diangkat dalam Miligram” oleh Tim M. Fox, dan Dennis J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht, dan Tjerk H. Osterkamp, ​​​​23 Februari 2024, Kemajuan ilmu pengetahuan.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949