Pernah menonton film
James Bond? dimana goldfinger mengucapkan “Tidak, Mr. Bond, saya
mengharapkan kamu untuk mati” dimana laser diarahkan kepada James Bond
dan nyaris memotongnya menjadi setengah, laser telah dianggap sebagai
sinar-panas-putih dari energi yang sangat terfokus yang mampu membakar
apapun yang dilewatinya.
Sekarang,
tim fisikawan Yale telah menggunakan laser secara menyeluruh untuk
tujuan berbeda, menggunakannya untuk mendinginkan molekul ke suhu nol
mutlak, sekitar -460 derajat Fahrenheit. Metode baru pendinginan
menggunakan laser mereka ini, dijelaskan dalam edisi online jurnal
Nature, merupakan langkah yang signifikan menuju tujuan akhir dari
penggunaan individu molekul sebagai bits informasi pada komputasi
kuantum.
Saat ini, Ilmuwan
menggunakan atom individual maupun “atom buatan” sebagai qubit
(singakatan dari quantum bits), dalam upaya untuk mengembangkan prosesor
kuantum. Tapi, atom secara individu tidak berkomunikasi kuat satu sama
lain seperti yang dibutuhkan untuk qubits. Di sisi lain, atom buatan —
yang sebenarnya adalah perangkat sirkuit terdiri dari miliaran atom yang
dirancang untuk berperilaku seperti atom tunggal – berkomunikasi secara
kuat dengan satu sama lainnya, tetapi begitu banyak kecenderungan
interfensi dari dunia luar. Molekul, bagaimanapun juga adalah jalan
tengah yang ideal.
“Ini semacam
masalah Goldilock.” kata fisikawan Yale, David DeMile, yang memimpin
penelitian. “Atom buatan mungkin ternyata sangat besar dan atom secara
individu mungkin ternyata terlalu kecil, tetapi molekul terbuat dari
beberapa atom yang berbeda bisa saja pas”
Untuk
menggunakan molekul sebagai kubit / qubit (quantum bit), fisikawan
pertama-tama harus dapat mengendalikan dan memanipulasi nya (sangat
sulit dilakukan), sebagai molekul secara umum tidak dapat diambil atau
dipindahkan tanpa menganggu sifat kuantum mereka. Selain itu, bahkan
pada suhu kamar, molekul memiliki banyak energi kinetik, yang
menyebabkan mereka bergerak, berotasi, dan bergetar.
Untuk
mengatasi masalah tersebut, tim Yale mendorong molekul menggunakan
sentakan halus yang dihantarkan oleh aliran foton, atau partikel cahaya,
yang dipancarkan oleh sebuah laser. Dengan menggunakan sinar laser
untuk menabrak molekul dari arah berlawanan, mereka mampu mengurangi
kecepatan acak dari molekul. Teknik ini dikenal sebagai “laser cooling”
karena suhu merupakan ukuran langsung dari kecepatan pada gerak dari
kelompok molekul. Mengurangi gerak molekul hampir ke tanpa gerak itu
setara dengan mengendalikan suhu mereka ke suhu nol mutlak.
Sementara
para ilmuwan sebelumnya telah mampu mendinginkan atom secara individu
dengan menggunakan laser, penemuan oleh tim Yale merupakan pertama
kalinya bahwa laser baru saja berhasil mendinginkan molekul, yang
membuat tantangan unik baru yaitu karena struktur mereka yang lebih
kompleks
Tim ini menggunakan molekul
strontium monofluoride pada percobaan mereka, tetapi DeMille percaya
bahwa tenik ini juga dapat dibuktikan secara sukses terhadap molekul
lainnya. Di luar aplikasi komputasi kuantum, pendinginan molekul oleh
laser mempunyai aplikasi potensial dalam bidang kimia,
dimana dekat suhu nol mutlak bisa menginduksi reaksi yang saat ini
tidak bisa diakses melalui proses mekanika kuantum atau dikenal sebagai
“quantum tunelling”. DeMille juga berharap untuk menggunakan laser
pendingin untuk memeplajari fisika partikel, dimana pengukuran yang
tepat dari struktur molekul dapat memberikan petunjuk untuk kemungkinan
adanya keberadaan yang luar biasa, yaitu partikel yang belum ditemukan.
“Laser
pendingin atom telah diciptakan sebagai revolusi ilmiah yang benar.
Sekarang digunakan di berbagai bidang dari yang paling dasar seperti
kondensasi Bose-Einstein, sampai ke perangkat yang mempunyai dampak
terhadap dunia nyata seperti jam atom dan instrumen navigasi” kata
DeMille. “Perluasan tehnik ini terhadap molekul menjanjikan berbagai
aplikasi baru yang menarik dari penggunaan ilmu pengetahuan dan
tekhnologi”
penulis lain Paper termasuk Edward Shuman dan John Barry (keduanya dari Universitas Yale)
Referensi :
- Yale University (2010, September 21). Quantum computing closer than ever: Scientists using lasers to cool and control molecules. ScienceDaily. Retrieved September 22, 2010, from http://www.sciencedaily.com /releases/2010/09/100921171349.htm
- E. S. Shuman, J. F. Barry, D. DeMille. Laser cooling of a diatomic molecule. Nature, 2010; DOI: 10.1038/nature09443
No comments:
Post a Comment