Para ilmuwan dari MIT (Massachusetts Institute of Technology) telah berhasil mengamati fenomena fisika kuantum yang dikenal sebagai “edge state” menggunakan awan atom natrium ultradingin. Penemuan ini memiliki potensi besar untuk pengembangan sistem energi masa depan yang sangat efisien dengan kehilangan energi yang minim.

Apa Itu “Edge State”?

Dalam fisika kuantum, “edge state” merujuk pada kondisi unik di mana elektron dapat bergerak bebas di sepanjang tepi material tertentu tanpa terganggu oleh rintangan seperti cacat atau ketidakteraturan dalam material. Fenomena ini sering diamati dalam material topologi, yang memiliki struktur unik yang melindungi aliran elektron tersebut.

Keunikan dari “edge state” adalah bahwa aliran elektron tidak akan terganggu meskipun terdapat gangguan pada material, menjadikannya ideal untuk aplikasi di bidang transmisi energi dan perangkat elektronik yang membutuhkan efisiensi tinggi.

Bagaimana Peneliti Mengamati Fenomena Ini?

  • Peneliti menggunakan atom natrium yang didinginkan hingga mendekati nol absolut (-273,15°C). Pada suhu ini, atom bergerak sangat lambat, memungkinkan para ilmuwan untuk mengamati perilaku kuantum mereka secara lebih jelas.
  • Dengan menciptakan awan atom ultradingin ini, para ilmuwan mampu “memperbesar” fenomena edge state, yang biasanya sangat sulit diamati karena terjadi pada skala waktu dan ruang yang sangat kecil.
  • Teknologi canggih seperti laser dan medan magnet digunakan untuk mengontrol dan memanipulasi perilaku atom-atom ini.

Signifikansi Penemuan Ini

  1. Efisiensi Energi: Edge state memungkinkan aliran energi atau informasi tanpa hambatan, sehingga dapat mengurangi kehilangan energi yang sering terjadi pada sistem konvensional.
  2. Pengembangan Material Baru: Temuan ini membuka jalan bagi desain material baru yang memiliki sifat topologi serupa. Material semacam itu dapat digunakan dalam perangkat elektronik dan sistem energi yang lebih andal dan hemat energi.
  3. Aplikasi Masa Depan:
    • Transmisi Energi: Sistem kabel listrik yang lebih efisien dengan sedikit atau tanpa kehilangan energi.
    • Komputasi Kuantum: Meningkatkan stabilitas perangkat komputasi kuantum.
    • Teknologi Komunikasi: Memungkinkan transmisi data yang lebih cepat dan stabil.

Tantangan Penelitian

Meskipun penemuan ini menjanjikan, ada beberapa tantangan yang masih harus diatasi:

  • Fenomena edge state masih sulit direplikasi pada skala besar untuk aplikasi praktis.
  • Teknologi untuk menghasilkan dan mengontrol atom ultradingin membutuhkan infrastruktur yang kompleks dan mahal.

Kesimpulan

Penelitian ini adalah langkah maju yang signifikan dalam memahami bagaimana hukum kuantum dapat diterapkan untuk memecahkan masalah praktis seperti kehilangan energi dalam sistem transmisi. Dengan pengembangan lebih lanjut, teknologi berbasis edge state dapat menjadi solusi revolusioner di berbagai bidang, termasuk energi, elektronik, dan telekomunikasi.

 

untuk artikel asal dapat merujuk ke :

https://www.popularmechanics.com/science/a62121695/edge-state-atoms-energy-transmission/