Tidak banyak yang bisa dilihat dalam foto hitam putih ini. Namun, bentuk seperti mata hantu tersebut menggambarkan fenomena aneh yang sangat mengganggu Albert Einstein hingga dia meninggal dengan keyakinan bahwa fenomena tersebut tidak mungkin ada.
Gambar tersebut adalah foto pertama dari keterikatan kuantum, atau pasangan partikel yang “hantu”.
“Gambar yang kami ambil adalah demonstrasi elegan dari sifat dasar alam, yang pertama kali dilihat dalam bentuk gambar,” kata Paul-Antoine Moreauseorang fisikawan di Universitas Glasgow, dalam siaran persnya.
Moreau memimpin tim peneliti yang berhasil menciptakan gambar tersebut. Para ilmuwan mempresentasikan foto mereka dalam sebuah penelitian di jurnal ilmiah pada hari Jumat “Ilmu Pengetahuan Maju”.
Keterikatan kuantum 101
Keterikatan kuantum adalah teori yang kini telah terbukti bahwa dua partikel kecil dapat dipasangkan dan dipisahkan, namun tetap terhubung erat dan seketika dalam jarak jauh.
Menurut hukum fisika, dua partikel dapat terjerat dengan sifat atau keadaan biner yang bersifat ya atau tidak, seperti putaran atau polarisasi fase. Namun, keadaan ini tetap kabur – atau dalam “superposisi” – sampai sebuah partikel diukur. Kemudian, pada saat pengamatan yang tepat, meskipun partikel-partikel tersebut dipisahkan oleh ruang tahun cahaya, partikel lainnya mengambil keadaan yang berlawanan dengan kembarannya.
Untuk memahami konsep ini, Anda dapat membayangkan bahwa setiap partikel yang terjerat adalah sebuah kotak dengan seekor kucing di dalamnya. Kucing di dalamnya akan hidup dan mati pada saat yang sama – sampai seseorang membuka salah satu kotak. Jika kucing di satu kotak masih hidup, maka kucing di kotak lainnya pasti sudah mati (atau sebaliknya).
Einstein berpendapat bahwa efek seperti teleportasi ini sangat tidak masuk akal sehingga dia menyebutnya sebagai “aksi menakutkan dari jarak jauh”.
“Einstein tidak dapat menerimanya,” JC Séamus Davis, fisikawan di Cornell University yang mempelajari mekanika kuantum, mengatakan kepada Business Insider. “Dia meninggal tanpa menerima teori tersebut sebagai fakta, namun kini telah dibuktikan jutaan kali.”
Robert Couse-Baker/Flickr Creative Commons
Salah satu yang terbaru Studiditerbitkan pada bulan Februari 2017, menggunakan cahaya bintang berusia 600 tahun untuk menunjukkan bahwa dua partikel tidak dapat “menipu” pada saat terjerat dan memiliki keadaan yang sama sebelum dapat diukur.
Bagaimana dan mengapa partikel-partikel kecil dapat terjerat tidak masuk akal dalam konteks kehidupan kita sehari-hari. Dalam ruang yang kecil, alam semesta tampaknya bermain dengan aturan yang berbeda-beda, banyak di antaranya bersifat paradoks dan tidak masuk akal. Misalnya, dalam beberapa skenario mekanika kuantum, suatu akibat tidak selalu mengikuti suatu sebab—akibat mungkin benar-benar terjadi sebelum penyebabnya terjadi.
Tidak seorang pun boleh disalahkan karena bingung dengan mekanika kuantum, kata Davis, karena “kita belum berevolusi untuk memahami teori dan implikasinya yang berlawanan dengan intuisi.”
“Tetapi secara matematis, prediksi dari tahun 1920an, semuanya terbukti benar,” katanya. “Ini adalah teori ilmiah paling sukses yang diketahui umat manusia.”
Namun, selama beberapa dekade ini, belum ada yang pernah menangkap gambar partikel yang terjerat. Dan itulah yang direncanakan Moreau dan rekan-rekannya.
Bagaimana keterikatan difoto untuk pertama kalinya
Partikel cahaya yang disebut foton dapat terjerat oleh sejumlah sifat kuantum. Dalam percobaannya, para peneliti memilih properti yang disebut “fase”. Foton dialirkan dari sinar laser ultraviolet dan kemudian melewati kristal khusus yang digunakan untuk menjerat beberapa foton dalam fase.
Selanjutnya, para peneliti membagi sinar tersebut menjadi dua “sungai” yang sama besarnya menggunakan kaca setengah cermin. Pada titik ini, beberapa foton yang menjerat kristal telah terpisah.
Aliran foton melewati filter untuk membatasi partikel pada salah satu dari empat fase. Mereka kemudian dipindahkan ke kamera yang sangat sensitif yang mampu mendeteksi foton individual. Aliran lainnya mengarah ke perangkat pelepas kamera.
LIHAT JUGA: Megastruktur bintang mati baru saja menjadi bukti teori terpenting Einstein
Sensor kamera hanya mengambil informasi ketika dua foton yang terjerat—masing-masing berasal dari aliran terpisah—tiba di detektornya masing-masing pada waktu yang sama dan dengan fase berlawanan. Seiring waktu, para peneliti mengumpulkan gambar berpola dari foton terjerat yang mengenai kamera.
Foton terjerat yang melewati filter fase diharapkan membentuk empat pola mirip mata – dan itulah yang terlihat pada gambar.
Eksperimen tersebut menjadi bukti lebih lanjut bahwa teori yang membuat takut Einstein itu benar, kata Moreau.