Seberkas cahaya kuantum yang awalnya liar kini berhasil dijinakkan oleh para ilmuwan lewat teknik memutar material setipis atom, membuka gerbang bagi era komputer super cepat.
Ilustrasi dibuat oleh AI.Ringkasan
- Peneliti berhasil mengubah warna dan panjang gelombang cahaya kuantum hanya dengan memutar lapisan material tertentu.
- Metode ini memanfaatkan struktur berlapis dari material bernama hexagonal boron nitride (hBN).
- Temuan ini dapat membantu pengembangan komputer kuantum, komunikasi superaman, dan sensor berpresisi tinggi.
MEWUJUDKNAN teknologi kuantum seperti membangun istana di atas pasir. Partikel cahaya foton yang menjadi motor penggeraknya sangat tidak stabil dan sulit diatur.
Namun, sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances membawa angin segar.
Tim peneliti dari University of Technology Sydney (UTS), bekerja sama dengan University of Minnesota dan Kyung Hee University, menemukan cara unik untuk mengontrol sumber cahaya kuantum tersebut.
Terobosan ini diprediksi menjadi salah satu kunci penting agar teknologi kuantum bisa benar-benar digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Dr. Angus Gale, selaku ketua penelitian tersebut, menjelaskan bahwa metode baru ini memberikan "tuas kendali" bagi para ilmuwan untuk mengatur sumber cahaya kuantum yang berukuran sangat kecil.
Menurutnya, mendeteksi keberadaan pemancar kuantum itu mudah, tetapi membuatnya bekerja secara stabil dalam praktik nyata adalah tantangan yang berbeda.
Melalui inovasi ini, aplikasi nyata seperti komputer kuantum, komunikasi aman, dan sensor ultra-sensitif menjadi jauh lebih realistis.
Dalam eksperimennya, Dr. Gale dan tim berhasil menggeser warna dan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan dalam jumlah yang sangat signifikan.
Hal yang membuat eksperimen ini tidak biasa adalah fleksibilitas materialnya.
Pada penelitian-penelitian sebelumnya yang menggunakan material kaku, perangkat yang dibuat pada sudut tertentu tidak bisa diubah lagi.
Namun, dalam penelitian kali ini, para ilmuwan bisa mengambil, memutar, dan menumpuk kembali material tersebut berulang-ulang.
Material ajaib yang mereka gunakan bernama hexagonal boron nitride (hBN). Dr. Gale mengibaratkan sifat hBN ini seperti keju.
"Kalau kita punya sebongkah keju yang padat, kita tidak bisa memodifikasi bagian tengahnya," ujar Dr. Gale.
"Tetapi kalau keju itu berbentuk lembaran-lembaran tipis, kita bisa mengupas tiap lapisannya, menumpuknya kembali, memutarnya, dan mengubah cara tiap lapisan itu berinteraksi."
Sifat elastis dan berlapis inilah yang tidak dimiliki oleh material tradisional solid seperti berlian atau silikon karbida.
Profesor Igor Aharonovich, supervisor penulis pada proyek ini, menambahkan bahwa memutar material berlapis ini sangat menarik karena bisa membuka potensi fisika baru yang belum pernah ada sebelumnya.
Dua lapisan material yang awalnya tidak menunjukkan keunikan apa pun saat berdiri sendiri, tiba-tiba bisa berubah menjadi sistem yang sepenuhnya baru dan sangat fungsional ketika ditumpuk dan diputar pada sudut spesifik tertentu.
Fenomena memutar material dua dimensi ini secara global sering dikenal dalam dunia sains sebagai twistronics.
Menurut ulasan ilmiah dari Nature Nanotechnology, rekayasa sudut putar (twist angle) pada material dua dimensi seperti hBN atau grafena terbukti dapat memunculkan sifat-sifat elektronik dan optik yang eksotik.
Manipulasi ini memungkinkan para peneliti "menyetel" sifat material sesuai kebutuhan spesifik komponen kuantum yang sedang dirancang.
Pada akhirnya, keberhasilan mengendalikan blok bangunan kuantum ini akan berdampak masif pada berbagai industri di masa depan.
Teknologi ini nantinya dapat diaplikasikan untuk menciptakan alat diagnosis kesehatan yang jauh lebih presisi, memperkuat keamanan siber dari ancaman peretasan global, hingga meningkatkan akurasi sistem GPS yang kita gunakan sehari-hari.
Berkat manipulasi sekecil putaran lembaran material, realitas teknologi kuantum kini sudah berada di depan mata.
Disadur dari Scimex - Twisting quantum potential into reality.
Posting Komentar