Molekul raksasa dapat berada di dua tempat sekaligus, berkat fisika kuantum.
Itu adalah sesuatu yang telah lama diketahui para ilmuwan secara teori berdasarkan pada beberapa fakta: Setiap partikel atau kelompok partikel di alam semesta juga merupakan gelombang - bahkan partikel besar, bahkan bakteri, bahkan manusia, bahkan planet dan bintang. Dan ombak menempati banyak tempat dalam ruang sekaligus. Jadi setiap materi bisa juga menempati dua tempat sekaligus. Fisikawan menyebut fenomena ini "superposisi kuantum," dan selama beberapa dekade, mereka menunjukkannya menggunakan partikel kecil.
Tetapi dalam beberapa tahun terakhir, fisikawan telah meningkatkan percobaan mereka, menunjukkan superposisi kuantum menggunakan partikel yang lebih besar dan lebih besar. Sekarang, dalam sebuah makalah yang diterbitkan 23 September dalam jurnal Nature Physics, sebuah tim peneliti internasional telah menyebabkan molekul yang terdiri dari 2.000 atom menempati dua tempat pada saat yang bersamaan.
Untuk menariknya, para peneliti membangun versi rumit, modern dari serangkaian eksperimen lama terkenal yang pertama kali menunjukkan superposisi kuantum.
Para peneliti telah lama mengetahui bahwa cahaya, yang ditembakkan melalui lembaran dengan dua celah di dalamnya, akan menciptakan pola interferensi, atau serangkaian pinggiran terang dan gelap, di dinding di belakang lembaran itu. Tapi cahaya dipahami sebagai gelombang tanpa massa, bukan sesuatu yang terbuat dari partikel, jadi ini tidak mengejutkan. Namun, dalam serangkaian percobaan terkenal di tahun 1920-an, fisikawan menunjukkan bahwa elektron yang ditembakkan melalui film tipis atau kristal akan berperilaku dengan cara yang sama, membentuk pola seperti cahaya di dinding di belakang bahan yang difraksi.
Jika elektron hanyalah partikel, dan hanya dapat menempati satu titik di ruang pada suatu waktu, mereka akan membentuk dua strip, kira-kira bentuk celah, di dinding di belakang film atau kristal. Tetapi sebaliknya, elektron-elektron menghantam dinding itu dalam pola-pola rumit yang menunjukkan bahwa elektron-elektron itu telah mengganggu diri mereka sendiri. Itu adalah tanda gelombang; di beberapa tempat, puncak gelombang bertepatan, menciptakan daerah yang lebih cerah, sedangkan di tempat lain, puncak bertepatan dengan palung, sehingga keduanya membatalkan satu sama lain dan membuat daerah gelap. Karena fisikawan sudah tahu bahwa elektron memiliki massa dan pasti partikel, percobaan menunjukkan bahwa materi bertindak baik sebagai partikel individu maupun sebagai gelombang.
Tapi itu satu hal untuk membuat pola interferensi dengan elektron. Melakukannya dengan molekul raksasa jauh lebih sulit. Molekul yang lebih besar memiliki gelombang yang kurang mudah dideteksi, karena benda yang lebih besar memiliki panjang gelombang yang lebih pendek yang dapat menyebabkan pola interferensi yang hampir tidak terlihat. Dan partikel 2.000 atom ini memiliki panjang gelombang lebih kecil dari diameter atom hidrogen tunggal, sehingga pola interferensi mereka jauh lebih dramatis.
Untuk melakukan percobaan celah ganda untuk hal-hal besar, para peneliti membangun sebuah mesin yang dapat menembakkan seberkas molekul (hal-hal besar yang disebut "oligo-tetraphenylporphyrins yang diperkaya dengan rantai fluoroalkylsulfanyl," beberapa lebih dari 25.000 kali massa atom hidrogen sederhana ) melalui serangkaian gerbang dan lembaran yang memiliki beberapa celah. Balok itu sekitar 6,5 kaki (2 meter) panjangnya. Itu cukup besar sehingga para peneliti harus memperhitungkan faktor-faktor seperti gravitasi dan rotasi Bumi dalam mendesain pemancar berkas, tulis para ilmuwan di koran. Mereka juga menjaga agar molekul cukup hangat untuk percobaan fisika kuantum, sehingga mereka harus memperhitungkan panas yang mendorong partikel.
Tapi tetap saja, ketika para peneliti menghidupkan mesin, detektor di ujung balok mengungkapkan pola interferensi. Molekul menempati beberapa titik di ruang angkasa sekaligus.
Ini adalah hasil yang menarik, tulis para peneliti, membuktikan interferensi kuantum pada skala yang lebih besar daripada yang pernah dideteksi sebelumnya.
"Generasi berikutnya dari percobaan gelombang materi akan mendorong massa dengan urutan besarnya," tulis para penulis.
Jadi, demonstrasi interferensi kuantum yang lebih besar akan datang, meskipun mungkin tidak akan mungkin menembakkan diri Anda melalui interferometer dalam waktu dekat. (Pertama-tama, kekosongan dalam mesin mungkin akan membunuhmu.) Kita makhluk raksasa hanya akan harus duduk di satu tempat dan menyaksikan partikel bersenang-senang.
