Penelitian gabungan dari Universitas Harvard dan Paul Scherrer Institute (PSI) di Swiss telah menghasilkan terobosan besar dalam dunia fisika kuantum. Dipublikasikan pada 5 Juni 2025 oleh Paul Scherrer Institute, studi ini menunjukkan bahwa para ilmuwan berhasil menggunakan trik laser super cepat untuk membekukan keadaan kuantum yang biasanya hanya berlangsung sangat singkat. Temuan ini dirilis secara resmi melalui jurnal ilmiah Nature Materials.
Pada dasarnya, keadaan kuantum adalah kondisi unik dalam materi yang hanya muncul di dunia partikel sangat kecil, seperti elektron. Dalam dunia ini, hal-hal aneh bisa terjadi—partikel bisa berada di dua tempat sekaligus, berpindah tanpa jejak, dan berubah hanya karena diamati. Namun, masalahnya adalah keadaan kuantum ini sangat rapuh dan biasanya hanya bertahan dalam hitungan triliunan detik. Hal ini membuatnya sulit dimanfaatkan dalam teknologi praktis. Itulah mengapa penelitian ini menjadi sangat penting: tim peneliti berhasil membuat keadaan kuantum bertahan hingga ribuan kali lebih lama dari biasanya.
Para ilmuwan bekerja dengan sebuah bahan khusus bernama Sr14Cu24O41, dikenal juga sebagai cuprate ladder, yang memiliki struktur menyerupai tangga kecil dalam skala atom. Dalam keadaan normal, muatan listrik di dalam bahan ini hanya mengalir dalam bagian tertentu dan tidak bisa berpindah ke bagian lainnya. Namun, dengan menembakkan pulsa cahaya laser super cepat, para peneliti berhasil “membuka jalur” yang memungkinkan muatan listrik berpindah, lalu menjebaknya di tempat baru saat pulsa dimatikan. Ini menciptakan keadaan kuantum yang stabil dan bertahan jauh lebih lama dari yang pernah dicapai sebelumnya.
Untuk mengamati apa yang terjadi dalam hitungan waktu yang sangat singkat ini, mereka menggunakan sinar-X super cepat dari fasilitas SwissFEL di PSI. Teknologi ini memungkinkan para ilmuwan melihat secara langsung bagaimana elektron bergerak dalam waktu yang disebut femtodetik—sepersejuta triliun detik. Melalui teknik pengamatan canggih yang disebut tr-RIXS, mereka bisa mengintip langsung proses perubahan struktur dan interaksi kuantum yang sebelumnya mustahil ditangkap dengan alat biasa.
Apa artinya semua ini dalam kehidupan nyata? Temuan ini membuka jalan untuk revolusi teknologi di masa depan. Dengan kemampuan mengontrol dan menstabilkan keadaan kuantum menggunakan cahaya, kita dapat menciptakan komputer kuantum yang jauh lebih cepat dan efisien, serta perangkat penyimpanan data non-volatil, di mana data tetap tersimpan walau listrik dimatikan. Selain itu, teknologi ini juga dapat melahirkan komunikasi kuantum yang tidak bisa diretas, dan komputasi fotonik, di mana cahaya digunakan untuk menggantikan arus listrik dalam pengolahan data. Bahkan, bisa dikembangkan menjadi transduser cahaya-listrik, yaitu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi cahaya dan sebaliknya, sangat penting dalam perangkat optoelektronik ultracepat.
Penelitian ini juga menjadi eksperimen pertama yang dilakukan oleh kelompok pengguna di stasiun akhir Furka dari fasilitas SwissFEL, dan sejak itu, fasilitas tersebut telah diperbarui untuk mengamati fenomena kuantum yang lebih kompleks. Para ilmuwan yakin bahwa langkah ini baru awal dari eksplorasi lebih jauh dalam pengendalian materi dengan cahaya, yang suatu saat dapat mengubah cara manusia membangun teknologi dari dasar yang benar-benar baru. Melalui satu kedipan cahaya, dunia kuantum yang dulunya tak terjangkau kini mulai bisa dijinakkan.[]
