Fisikawan Membangun Kristal Ruang-Waktu dan Menyaksikannya Meleleh

Fisikawan telah menciptakan kristal ruang-waktu—fase materi baru yang berulang baik dalam ruang maupun waktu—dan kemudian mengamatinya meleleh, sebuah eksperimen pertama dari jenisnya. Pencapaian ini, dilaporkan oleh para peneliti dari University of California, Riverside dan University of Chicago, menandai langkah signifikan dalam memahami bagaimana keadaan eksotis tersebut berperilaku dalam kondisi dunia nyata.

Kristal ruang-waktu dibangun menggunakan rantai ion (atom bermuatan) yang terperangkap dalam medan magnet dan didinginkan hingga mendekati nol mutlak. Dengan menerapkan pulsa laser yang tepat waktu, tim tersebut menginduksi pola yang berosilasi dalam waktu serta ruang, membentuk kristal yang ada dalam empat dimensi. Struktur ini berbeda dari kristal biasa, yang hanya berulang dalam ruang.

Eksperimen ini penting karena kristal ruang-waktu, pertama kali diusulkan pada tahun 2012, menantang gagasan fundamental tentang simetri dan waktu. Mengamati pelelehannya—hilangnya keteraturan temporal—memberikan wawasan tentang bagaimana pemecahan simetri translasi waktu dapat terganggu, dengan implikasi potensial untuk komputasi kuantum dan pengaturan waktu presisi.

Menurut studi yang diterbitkan di *Nature Physics* pada 8 Maret 2023, kristal tersebut bertahan sekitar 100 milidetik sebelum meleleh. Para peneliti mengukur proses pelelehan dengan melacak keadaan kuantum ion, mencatat bahwa keteraturan temporal meluruh secara bertahap, bukan tiba-tiba. Penulis utama Dr. Kateryna Murch menjelaskan bahwa pelelehan dipicu oleh interaksi dengan lingkungan, yang memperkenalkan kebisingan dan mengganggu koherensi kuantum yang rapuh.

Pekerjaan ini dibangun di atas upaya sebelumnya untuk menciptakan kristal waktu dalam sistem lain, seperti ketidakmurnian berlian dan qubit superkonduktor, tetapi ini adalah pengamatan langsung pertama dari pelelehan kristal ruang-waktu. Tim sekarang berencana untuk mengeksplorasi cara-cara untuk menstabilkan kristal untuk periode yang lebih lama, berpotensi dengan mengisolasinya lebih lanjut dari gangguan lingkungan. Kemajuan semacam itu dapat mengarah pada perangkat memori kuantum yang kuat yang menyimpan informasi baik dalam ruang maupun waktu.