Sains yang menakjubkan
Dunia kecil bangkit untuk beberapa hal yang cukup besar tahun ini. Dari situasi kucing Schrödinger yang aneh hingga misteri air hingga partikel yang tampaknya mustahil terbang dari es Antartika, fisika partikel membuktikan bahwa ada banyak hal yang tidak diketahui di alam semesta untuk kita jelajahi. Berikut adalah 18 mekanika kuantum yang paling menakjubkan dan cerita fisika partikel berenergi tinggi tahun 2018.
Data kuantum menjadi lebih padat dari sebelumnya
Untuk membangun komputer kuantum, para ilmuwan harus terlebih dahulu mencari cara untuk memanipulasi dan secara efektif menyimpan informasi dengan objek kuantum. Pada 2018, para peneliti mencapai tonggak sejarah dalam upaya itu, mengemas 18 qubit informasi kuantum menjadi hanya enam foton, sebuah rekor baru.
Termometer itu masuk Schrödinger
Di dunia kita, suhu hanyalah satu hal. Jika freezer cukup dingin untuk membuat es, air apa pun yang Anda masukkan ke dalamnya harus membeku. Tetapi mekanika kuantum memungkinkan objek ada dalam ketidakpastian di antara berbagai kondisi, dalam arti lebih dari satu hal pada saat yang sama - seperti kucing Schrödinger hidup dan mati dalam eksperimen pemikirannya. Dan pada tahun 2018, kami belajar bahwa ini berlaku untuk suhu juga. Objek kuantum dapat, dari sudut pandang tertentu, menjadi panas dan dingin secara bersamaan.
Jejak waktu yang hilang
Waktu seharusnya mengalir dalam satu arah, mengikuti jalur yang ditetapkan oleh kausalitas. Bola bowling bergulir di jalur dan menabrak pin, sehingga pin jatuh. Jatuhnya pin tidak menyebabkan bola bowling menyusuri jalan dan menamparnya. Namun di ranah kuantum, segalanya lebih kabur. Sebuah tim ilmuwan pada tahun 2018 mengirim foton dalam sebuah perjalanan, yang seharusnya membawanya ke jalur A dan kemudian jalur B, atau jalur B dan kemudian jalur A. Tetapi berkat cara objek kuantum yang longgar berfungsi, foton itu tidak dapat mengikuti satu jalur sebelum yang lain. Itu mengikuti mereka berdua, tanpa repot-repot memilih pesanan.
Fisika kuantum memaksa kita untuk mengevaluasi kembali kehidupan
Secara teori, fisika kuantum harus bekerja untuk objek dari berbagai ukuran. Tetapi banyak peneliti percaya bahwa kehidupan mungkin terlalu rumit untuk muncul efek kuantum yang berarti. Tetapi sebuah percobaan yang dilakukan pada tahun 2016 tampaknya menunjukkan bakteri berinteraksi secara kuantum secara mekanis dengan cahaya dengan cara yang sangat terbatas dan halus. Pada tahun 2018, sekelompok peneliti lain kembali dan melihat eksperimen itu dan menemukan bahwa sesuatu yang jauh lebih dalam dan lebih aneh sedang terjadi, memaksa kami untuk mengevaluasi kembali kehidupan dan dunia kuantum.
Sebuah dumbbell kecil berputar sangat, sangat cepat
Terkadang, ketika Anda memiliki mainan baru, Anda harus mengeluarkannya untuk perputaran. Itulah yang dilakukan para ilmuwan dengan bidang silika bersama tahun ini, "nanodumbbell" hanya memiliki panjang 0,000012 inci (320 nanometer) dan lebar sekitar 0,000007 inci (170 nm). Dengan menggunakan laser, mereka menghancurkan dumbbell hingga kecepatan rotasi 60 miliar putaran per menit.
Air mengungkapkan Jekyll dan Hyde-nya
Sebenarnya tidak hanya ada satu jenis molekul air, sebuah eksperimen fisika-kuantum terungkap tahun ini. Sebaliknya, ada dua. Keduanya terdiri dari dua atom hidrogen yang mencuat dari satu atom oksigen besar, H2O. Tetapi dalam satu jenis air, yang disebut "air orto," atom-atom hidrogen tersebut memiliki "putaran" kuantum yang menunjuk ke arah yang sama. Dalam jenis air lain, yang disebut "para-air," putaran itu menunjuk ke arah yang berlawanan.
Einstein terbukti benar lagi
Sebuah tim ilmuwan Swiss telah melakukan tes besar-besaran terhadap salah satu paradoks paling aneh dalam mekanika kuantum, sebuah contoh besar dari jenis perilaku yang oleh Albert Einstein secara skeptis disebut "aksi seram di kejauhan." Menggunakan rumpun super-cooled dari hampir 600 atom, mereka menunjukkan bahwa keterikatan masih bekerja bahkan pada skala yang sangat besar (yang berbicara secara mekanis-kuantum).
20 qubit terjerat
Qubit adalah unit informasi mendasar dalam komputer kuantum, dan membuat komputer kuantum berfungsi akan melibatkan keterikatan satu sama lain. Pada tahun 2018, sebuah percobaan berhasil melibatkan 20 qubit bersama dan membuat mereka berbicara satu sama lain, kemudian membaca kembali informasi yang dikandungnya. Hasilnya adalah semacam prototipe memori jangka pendek untuk sistem komputer kuantum.
Radar kuantum semakin dekat untuk menjadi kenyataan
Radar militer bekerja dengan memantulkan gelombang radio dari benda-benda yang terbang di langit. Tetapi di daerah dekat kutub utara magnetik Bumi, sinyal-sinyal itu bisa teracak. Dan ada pesawat siluman yang dirancang untuk menghindari memantul gelombang radar kembali ke sumbernya. Pada tahun 2018, Kanada membuat kemajuan pada radar kuantum yang akan memantulkan foton cahaya dari pesawat yang masuk, setelah menjerat foton-foton itu dengan foton lain yang jauh, di pangkalan radar. Sistem radar kuantum akan mempelajari foton di pangkalan untuk melihat apakah pasangan mereka yang terjerat dirusak oleh teknologi kuantum.
Keacakan kuantum menjadi sedikit lebih demokratis
Keacakan sangat penting untuk keamanan siber. Tetapi keacakan yang sebenarnya, yang secara fisik tidak mungkin untuk diprediksi, secara mengejutkan sulit didapat. Salah satu dari beberapa sumber keacakan di dunia adalah dunia kuantum, yang tidak dapat diakses oleh kebanyakan dari kita. Tapi itu berubah pada tahun 2018, ketika para ilmuwan menciptakan "suar" keacakan online - sumber publik dari rangkaian angka acak yang dapat diakses siapa pun. Sejak itu mereka membuat sumber itu lebih kompleks dan berguna, dan ada lebih banyak sumber keacakan publik segera hadir.
