Biasanya sedingin es.
Kebanyakan material kuantum. Hal-hal rumit yang membengkokkan fisika. Yang memiliki potensi ilmu pengetahuan dan teknologi yang luar biasa. Untuk bekerja, mereka membutuhkan suhu yang sangat rendah.
Keluarkan dari lemari es laboratorium? Mustahil. Setidaknya memang begitu.
Sampai sekarang.
Para peneliti di Louisiana State University (LSU) telah menciptakan sesuatu yang baru. Bahan kuantum bersuhu ruangan. Itu dibangun di atas emas. Secara khusus, lapisan tipis emas di atas keping kaca. Pola mikroskopis diukir langsung pada emas itu.
Makalah tentang terobosan ini sudah diterbitkan di Nature.
Inilah alasannya penting. Anda mungkin pernah diberitahu bahwa panas menghancurkan keadaan kuantum. Kekacauan tingkat atom. Elektron menjadi kusut. Termodinamika menjadi kunci dalam pengerjaannya. Pengaturan baru ini membalik skrip. Itu tidak melawan panas dengan membekukan semuanya. Ini mengabaikan penyebab yang biasa terjadi.
Ini berfokus pada foton. Lampu.
Bagaimana metakristal plasmonik menyaring kenyataan
Perangkat ini diklasifikasikan sebagai metakristal plasmonik. Namanya padat, tapi mekanismenya lugas. ‘Plasmonik’ mengacu pada cahaya yang menimbulkan riak kerapatan elektron pada permukaan logam. Kami menyebutnya riak plasmon.
‘Metacrystal’ artinya tidak alami. Itu buatan.
Pola celah kecil yang terukir pada keping emas itu bertindak sebagai atom buatan. Fisikawan menyebutnya meta-atom. Ini menentukan bagaimana kelompok foton melewati materi. Melewatinya adalah perilaku kuantum yang kami coba manfaatkan.
“Dengan merekayasa distribusi meta-atom dalam metacystal plasmonik, kita dapat secara sistematis menentukan statistik kuantum mana yang boleh dilewati,” jelas fisikawan Riley Dawkins.
“Kristal bertindak sebagai filter statistik.”
Cahaya mengenai chip. Bepergian melintasi emas. Meta-atom memanipulasinya. Menyesuaikan ukuran celah, bentuk, dan jarak akan mengubah keluaran pada tingkat kuantum. Ini bukan sihir. Ini adalah geometri yang tepat yang mengendalikan cahaya.
Mengapa pengoperasian suhu ruangan merusak cetakan
Hal ini memungkinkan terciptanya apa yang oleh tim disebut sebagai transportasi yang tangguh.
Keadaan kuantum biasanya membawa informasi. Dengan hati-hati. Tapi mereka menurun ketika kebisingan mengganggu. Materi LSU baru dapat membedakan keadaan-keadaan tersebut. Ini memindahkan mereka dari titik A ke titik B tanpa kebisingan masuk. Yang terpenting, tanpa memerlukan pendinginan kriogenik untuk melakukannya.
“Pada dasarnya yang terjadi adalah berbagai jenis cahaya, bergantung pada keadaan kuantumnya, memiliki sifat berbeda,” kata fisikawan Omar Magaña-Loga.
“Kita dapat memandu satu negara bagian atas negara lain tanpa kehilangan atau gangguan… Ini membuka pintu bagi teknologi kuantum praktis.”
Itu adalah perubahan besar. Kami belum membicarakan tentang menjalankan komputer kuantum di atas meja. Ini adalah bukti konsep. Ilmu pengetahuan bertahan. Fisika fundamentalnya bagus. Namun hal ini membuktikan bahwa hambatan utama—stabilitas termal pada tingkat perangkat—dapat diatasi.
“Melihatnya berjalan sesuai prediksi sungguh luar biasa,” kata Chenglong You kepada pers. “Ia melakukan sesuatu yang bahkan tidak disediakan oleh alam.”
Dimana selanjutnya untuk chip emas kuantum?
Metodenya tidak terjebak di laci lab. Ini adalah cetak biru. Tim lain dapat melihat makalah ini. Mereka dapat menyesuaikan ukuran celah dan jarak untuk mengubah cara kristal mereka memproses cahaya. Itu berskala. Itu mudah beradaptasi.
Ya, cahaya itu sendiri bersifat kuantum. Sinar ultraviolet menyerang secara berbeda dibandingkan sinar laser. Upaya sebelumnya tentu saja telah melihat perilaku kuantum pada suhu kamar. Tapi ini berbeda. Ini adalah mekanisme penyortiran yang canggih. Arsitektur berbasis chip untuk menangani aliran informasi kuantum.
Dimana lamarannya mendarat?
Menghitung. Komunikasi. Internet kuantum. Energi matahari.
Para peneliti sudah beralih ke energi. Mereka berencana menggunakan metakristal plasmonik ini di panel surya. Tujuannya: memandu sinar matahari yang masuk dengan lebih efektif. Tangkap lebih banyak kekuatan. Kehilangan lebih sedikit karena panas. Ini adalah putaran efisiensi yang berulang.
Untuk saat ini, masa depan teknologi kuantum tampak seperti terkunci di balik pintu kaca dan nitrogen cair.
Kuncinya telah dilebur menjadi sebuah pola.
