Eksperimen terbaru menunjukkan sebagian foton cahaya tampak menghabiskan “waktu negatif” saat melewati medium atomik, tanpa melanggar hukum fisika.
Ilustrasi dibuat oleh AI.Ringkasan
- Partikel cahaya (foton) yang melewati awan atom dingin terbukti dapat menghabiskan waktu bernilai "negatif", alias keluar sebelum proses masuknya selesai.
- Menggunakan metode pemantauan langsung pada tingkat eksitasi atom, para fisikawan berhasil mengonfirmasi paradoks yang selama puluhan tahun dianggap sebagai ilusi optik belaka.
- Fenomena ini terjadi akibat prinsip ketidakpastian kuantum dan sama sekali tidak merusak hukum sebab-akibat ataupun menjadi dasar pembuatan mesin waktu.
KETIKA kita terlambat berangkat ke kantor, hampir mustahil tiba lebih cepat daripada orang yang sudah berangkat duluan. Namun, tampaknya tidak demikian dengan cahaya.
Dalam dunia kuantum, cahaya tampaknya bisa melakukan sesuatu yang terdengar mustahil: masuk terlambat tetapi keluar lebih awal.
Itulah gambaran sederhana dari hasil eksperimen yang dilakukan tim peneliti dari University of Toronto, Kanada, dan Griffith University, Australia.
Dalam studi yang dipublikasikan di jurnal Physical Review Letters, para peneliti menemukan bukti berdasarkan eksperimen yang mereka lakukan.
Foton, partikel penyusun cahaya, ternyata dapat mengalami apa yang disebut sebagai “waktu negatif” ketika melewati kumpulan atom rubidium yang didinginkan hingga suhu sangat rendah.
Tentu saja, istilah “waktu negatif” terdengar seperti sesuatu dari film fiksi ilmiah. Namun para ilmuwan menegaskan bahwa tidak ada mesin waktu, lubang cacing, atau pelanggaran sebab-akibat yang terjadi di sini.
Fenomena aneh ini sebenarnya bukan hal baru.
Sejak awal 1990-an, sejumlah eksperimen telah menunjukkan bahwa pulsa cahaya yang melewati medium tertentu terkadang tampak keluar lebih cepat dibanding pulsa cahaya yang bergerak di ruang hampa.
Padahal menurut fisika modern, kecepatan cahaya di ruang hampa merupakan batas kecepatan tertinggi bagi perpindahan informasi di alam semesta, yakni sekitar 300.000 kilometer per detik.
Secara normal, jika cahaya harus melewati sekumpulan atom, perjalanan itu seharusnya menjadi lebih lambat atau setidaknya tertunda.
Akan tetapi beberapa percobaan menunjukkan sesuatu yang membingungkan: puncak pulsa cahaya justru muncul lebih cepat daripada yang diperkirakan.
Fenomena ini memunculkan pertanyaan besar. Apakah cahaya benar-benar “mendahului waktu”?
Jawaban singkatnya: tidak.
Para fisikawan menduga bahwa ketika cahaya berinteraksi dengan atom, bentuk pulsa cahaya dapat berubah.
Ibarat kerumunan pelari yang bergerak bersama, distribusi posisi mereka dapat bergeser sehingga bagian terbesar kelompok tampak berada lebih depan daripada sebelumnya.
Namun penjelasan tersebut belum sepenuhnya memuaskan. Karena itu, penelitian terbaru mencoba pendekatan berbeda.
Alih-alih hanya mengamati cahaya yang keluar dari medium, para peneliti mengamati perilaku atom rubidium yang berinteraksi dengan foton.
Mereka mengukur berapa lama atom-atom tersebut berada dalam keadaan kuantum tereksitasi untuk memperkirakan waktu yang dihabiskan foton selama proses interaksi.
Eksperimen ini sangat rumit. Pada skala kuantum, gangguan kecil dari lingkungan dapat memengaruhi hasil pengukuran. Karena itu, percobaan harus diulang berkali-kali hingga diperoleh rata-rata statistik yang dapat dipercaya.
Hasilnya cukup mengejutkan. Secara statistik, foton yang muncul paling awal ternyata tampak menghabiskan waktu negatif di dalam medium.
Apa sebenarnya arti “waktu negatif”?
Bagaimana fenomena yang sekilas mustahil ini bisa dijelaskan akal sehat? Jawabannya ada pada sifat dunia kuantum yang sangat buram dan tidak pasti.
Di dunia makro yang kita tinggali, waktu berjalan linear dan pasti. Namun, pada skala subatomik, Prinsip Ketidakpastian Heisenberg memegang kendali penuh.
Prinsip ini menyatakan bahwa jika kita mengukur suatu properti (seperti energi) dengan sangat presisi, maka properti pasangannya (seperti waktu) secara mendasar akan menjadi sangat kabur dan tidak pasti.
Saat foton berinteraksi dengan atom, tingkat energi mereka saling beresonansi dengan sangat pas, mirip seperti dorongan yang tepat waktu dari orang tua pada ayunan anaknya.
Karena tingkat energinya menjadi sangat pasti, maka dimensi waktu "mengendur". Presisi waktu melebar dan menyebar ke seluruh gelombang probabilitas kuantum milik foton tersebut.
Lantas, apakah ini berarti hukum fisika telah rusak dan kita bisa menciptakan mesin waktu?
"Sama sekali tidak," tegas para peneliti.
Eksperimen ini tidak merusak hukum sebab-akibat (kausalitas) dan tidak ada lubang cacing (wormhole) yang tercipta di laboratorium. Foton-foton ini tidak membawa informasi apa pun dari masa depan ke masa lalu.
Fenomena ini murni merupakan demonstrasi luar biasa dari fleksibilitas waktu di ranah mekanika kuantum yang selama ini terkunci dalam rumus matematika.
Ke depannya, para ilmuwan berencana melakukan eksperimen lanjutan untuk melihat apakah foton-foton yang datang terlambat justru membawa sisa "surplus waktu" tersebut.
Jika benar, hal ini akan semakin memperkuat bukti bahwa ketidakpastian kuantum adalah aktor utama di balik manipulasi waktu ini.
Sebuah alasan sains yang sangat keren, yang mungkin kita semua harap bisa kita gunakan sebagai alasan saat terlambat menghadiri rapat pagi di kantor. He... he... he....
Disadur dari Refractor - Shocking lab experiment confirms that light can move in ‘negative time’.
إرسال تعليق