Headline24jam.com – Peneliti di University of British Columbia (UBC) berhasil mensimulasikan fenomena Schwinger effect, di mana materi dan antimateri bertemu dan bertransformasi menjadi energi, dengan menggunakan film superfluid helium. Penelitian ini menjawab tantangan untuk menciptakan pasangan partikel tanpa memerlukan medan listrik berenergi tinggi yang jauh di luar jangkauan laboratorium.
Menerapkan Konsep Quantum dalam Superfluid Helium
Dalam beberapa tahun terakhir, studi mengenai pembentukan pasangan partikel umumnya melibatkan pengaturan energi tinggi, tetapi Schwinger effect telah sulit direplikasi karena medan listrik yang dibutuhkan jauh melebihi kapasitas laboratorium.
Para peneliti di UBC menjelajahi alternatif dengan menggunakan superfluid helium yang didinginkan hampir hingga nol absolut. Pada suhu tersebut, helium menunjukkan perilaku kuantum yang unik. “Superfluid Helium-4 adalah keajaiban. Dalam beberapa lapisan atom, ia dapat dengan mudah didinginkan ke suhu di mana ia berada dalam keadaan vakum tanpa gesekan,” ujar Dr. Philip Stamp, salah satu penulis studi.
Vortex dan Anti-Vortex
Dalam penelitian ini, ketika superfluid helium mengalir dalam keadaan tanpa gesekan, pasangan vortex dan anti-vortex muncul secara spontan. Keduanya berputar dalam arah yang berlawanan, menggantikan pasangan elektron-positron yang biasanya diharapkan pada fenomena Schwinger.
Menggali Fenomena Kosmis Lainnya
Quantum vortices yang dihasilkan telah digunakan dalam eksperimen untuk mensimulasikan fenomena kosmis seperti lubang hitam. Dr. Stamp menjelaskan, “Kami percaya bahwa film Helium-4 memberikan analog yang baik untuk beberapa fenomena kosmis, termasuk vakum di luar angkasa dan evolusi awal alam semesta.”
Implikasi untuk Fisika Dasar
Meskipun begitu, quantum vortices tidak sepenuhnya analog dengan materi dan antimateri karena kehilangan massa. Penelitian ini memberikan wawasan baru tentang fisika mendasar serta karakteristik unik zat ekstrem seperti superfluid helium.
“Kami melakukan eksperimen pada sistem fisik yang nyata, bukan sekadar analog,” tegas Dr. Stamp.
Studi ini telah diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), menandai langkah maju dalam pemahaman kita tentang fenomena kuantum dan aplikasi praktisnya.
About the Author
