FISIKAWAN telah mengukur momentum dan posisi partikel, tanpa melanggar prinsip ketidakpastian Heisenberg yang terkenal. Dalam mekanika kuantum, partikel tidak punya sifat yang tetap seperti benda sehari-hari. Sebaliknya, partikel berada dalam semacam kabut kemungkinan sampai diukur.
Saat satu sifat diukur, sifat lainnya menjadi tidak pasti. Menurut prinsip Heisenberg, mustahil mengetahui posisi dan momentum partikel, secara bersamaan dengan tepat.
Namun, studi baru menemukan trik cerdas di balik batasan ini. Para fisikawan di Australia menunjukkan, dapat memfokuskan pada besaran berbeda. Disebut sebagai observasi modular, yang dapat mengukur posisi dan momentum sekaligus.
“Anda tidak dapat melanggar prinsip ketidakpastian Heisenberg,” ujar Christophe Valahu, seorang fisikawan di Universitas Sydney, sekaligus penulis utama dalam studi ini. “Yang kami lakukan adalah menggeser ketidakpastian. Kami membuang beberapa informasi yang tidak kami butuhkan, sehingga kami dapat mengukur apa yang kami butuhkan, dengan presisi yang jauh lebih tinggi,” tambahnya.
Mengukur Momentum
Trik Valahu dan tim adalah, mengukur momentum dan posisi secara langsung. Mereka mengukur momentum modular dan posisi modular, yang menangkap perubahan relatif dalam skala tertentu, bukan nilai absolutnya.
Bayangkan Anda mengukur benda dengan penggaris. Alih-alih mencatat posisi absolut, pengukuran modular hanya memperhatikan pergeseran kecil dari tanda terakhir. Mengabaikan lokasi keseluruhan, sehingga fokusnya pada perubahan relatif, serta memungkinkan pengukuran lebih presisi.
Valahu menjelaskan bahwa pengukuran jenis ini sangat penting dalam penginderaan kuantum. Karena tujuan utamanya sering kali untuk mendeteksi pergeseran kecil, yang disebabkan oleh gaya atau medan lemah. Penginderaan kuantum memungkinkan penangkapan sinyal, yang sering terlewat oleh instrumen konvensional. Tingkat presisi ini suatu saat bisa membuat sistem navigasi kita lebih andal dan akurat.
Ion Tunggal
Di laboratorium, tim meneliti ion tunggal yang terperangkap, yaitu atom bermuatan tunggal, yang ditahan oleh medan elektromagnetik. Mereka menggunakan laser yang disetel dengan tepat, untuk mendorong ion ke dalam pola kuantum yang dikenal sebagai keadaan grid.
Dalam keadaan grid, fungsi gelombang ion membentuk serangkaian puncak, yang berjarak sama, mirip tanda pada penggaris. Pergeseran kecil ke samping pada puncak-puncak ini menandakan perubahan momentum.
Di sinilah konsep gaya berperan. Dalam fisika, gaya menyebabkan momentum berubah seiring waktu dan posisi bergeser. Dengan mengamati pergerakan pola grid ini, para peneliti dapat mengukur dorongan kecil yang bekerja pada ion. (Live Science/Z-2)
[OTOMOTIFKU]