Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Fisikawan Oxford Libatkan Jam Atom dalam Penelitian Dark Matter

Para ilmuwan di Universitas Oxford baru-baru ini menerbitkan hasil eksperimen yang mengejutkan di mana mereka menjerat dua jam atom pada jarak yang memecahkan rekor dua meter.

Di depan: Jam atom telah populer digunakan sejak 1950-an. Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari mengelola keadilan di pasar saham hingga memungkinkan pesawat ruang angkasa bernavigasi dengan kecepatan ekstrem.

Eksperimen tim Oxford melibatkan kerutan yang relatif baru pada formula yang disebut jam atom optik.

Dimana jam atom tradisional biasanya mengandalkan atom energi pada frekuensi yang tepat (baca: kejutan listrik dengan gelombang mikro), berbagai optik menggunakan kisi sinar laser untuk menjebak dan mengisolasi atom individu.

Dengan teknik optik, para peneliti pada dasarnya mengukur transisi atom pemancar cahaya yang bertentangan dengan yang mengeluarkan gelombang mikro. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk membuat pengukuran yang lebih kuat.

Apa yang membuat eksperimen tim Oxford menarik adalah bahwa mereka menjerat dua jam atom terpisah pada jarak sekitar dua meter.

Per makalah penelitian tim :

Pengukuran pada sistem independen dibatasi oleh batas kuantum standar ; pengukuran pada sistem terjerat dapat melampaui batas kuantum standar untuk mencapai presisi tertinggi yang diizinkan oleh teori kuantum—batas Heisenberg.

Latar Belakang: Para ilmuwan telah berhasil menjerat jam atom pada tingkat mikroskopis, tetapi sejauh yang kami ketahui, ini adalah jarak terbesar di mana dua jam atom optik pernah terjerat.

Pada dasarnya, tim Oxford berhasil membuat jaringan dua simpul jam atom pada jarak yang sangat berguna — yang secara teoritis dapat ditingkatkan.

Terlebih lagi, secara hipotetis, tidak ada batasan jumlah atau jenis node yang dapat ditambahkan ke jaringan jam atom yang terjerat.

Para ilmuwan saat ini menggunakan konsensus berbasis matematika antara lusinan atau ratusan jam atom yang berbeda untuk menghasilkan pengukuran yang paling akurat. Tapi jam terjerat, secara teoritis, mampu akurasi yang jauh lebih besar.

Pengambilan cepat: Implikasi potensial untuk penelitian ini sangat besar. Semakin akurat kita dapat mengukur perjalanan waktu, semakin dekat kita untuk mengungkap beberapa misteri terbesar alam semesta.

Jika kita mampu mengembangkan jaringan besar jam atom yang menyebar ke luar angkasa, mungkin kita bisa mulai membentuk semacam citra terbalik dari alam semesta yang mengungkapkan materi gelap secara real time.

Peneliti AS dan Kanada memperkirakan kegunaan jaringan semacam itu dalam makalah tahun 2014 yang merinci detektor materi gelap berdasarkan jam atom yang disinkronkan:

Selama pertemuan dengan objek materi gelap yang diperluas, saat ia menyapu jaringan, jam yang awalnya disinkronkan akan menjadi tidak sinkron. Perbedaan waktu antara jam yang dipisahkan secara spasial diharapkan menunjukkan tanda tangan yang berbeda, mengkodekan struktur ruang cacat dan kekuatan interaksinya dengan atom.

Dengan kata lain: jika materi gelap ada di luar sana, terobosan terbaru tim Oxford mungkin menjadi petunjuk terbaik kami. Dan, yang terbaik dari semuanya, tidak banyak kerugian untuk melakukan penelitian ini. Bahkan jika teori materi gelap tidak berjalan dengan baik, ada banyak kegunaan praktis untuk jam atom yang lebih akurat.