Membuktikan bahwa refleksi kuantum ada sedikit seperti menunjukkan bahwa bola yang baru saja jatuh dari tebing dapat bangkit kembali tanpa mengenai tanah sama sekali.
Sebuah studi baru di jurnal Ilmu menjelaskan bagaimana serpihan kecil materi - barang - dapat memantul dari suatu permukaan, seperti halnya cahaya. "Itu refleksi kuantum singkatnya," kata Wieland Schöllkopf, salah satu penulis penelitian, yang muncul di Ilmu pada 18 Februari 2011. Dr. Schöllkopf berbicara dengan EarthSky dari kantornya di Berlin:
Refleksi kuantum adalah sejenis variasi aneh pada pantulan gelombang - misalnya gelombang cahaya yang dipantulkan dari kaca. Terkadang partikel materi sangat kecil, mereka mulai bertindak seperti cahaya. Tetapi, tidak seperti cahaya, partikel kuantum - partikel sangat kecil - bahkan tidak perlu mengenai kaca untuk dipantulkan.
Dengan laporannya, Dr. Schöllkopf mengkonfirmasi bahwa refleksi kuantum terjadi secara konsisten, dan dengan partikel yang lebih besar dari satu atom tunggal. Yang mungkin tidak terdengar seperti masalah besar. Tapi, Schöllkopf menjelaskan, apa yang dilakukan timnya mirip dengan mendemonstrasikan bahwa bola yang baru saja jatuh dari tebing benar-benar dapat bangkit kembali, lama sebelum itu menyentuh tanah.
Kredit Gambar: AAAS
Itu biasanya akan jatuh, karena di situlah gravitasi menunjuk, tetapi, di dunia mekanika kuantum, ada peluang ... bahwa alih-alih jatuh ke tebing, partikel kuantum memantul kembali dari tebing, meskipun semua gaya adalah pergi ke arah lain, dan itulah dasar dari eksperimen kami.
Schöllkopf menegaskan bahwa refleksi kuantum - hal yang memantul kembali - hanya bekerja ketika jumlah materi yang terlibat kecil. Eksperimen terbarunya, misalnya, hanya melibatkan pasangan atom helium. Mengapa helium? Pasangan Helium terkenal rapuh - mereka pecah dengan sangat mudah.
Tim Schöllkopf menembakkan ratusan pasang atom helium ke permukaan - dinding - pada sudut tertentu. Sebagian besar pasangan helium patah menjadi dua. Tapi tidak semua. Pasangan helium utuh tidak pernah menabrak dinding - mereka pernah tercermin, sedikit seperti cahaya. Dengan satu pengecualian ...
Dalam kasus kami, partikel memantul kembali sebelum bertabrakan dengan dinding yang sebenarnya - sekitar 1-2% dari mereka, mungkin.
Dia mengatakan ini bertentangan dengan hukum fisika klasik, yang menentukan bahwa permukaan seperti dinding harus mengerahkan kekuatan yang menarik pada partikel-partikel kecil - dengan kata lain, materi yang bergerak ke arah dinding seharusnya menabraknya, dan pecah.
Schöllkopf menambahkan bahwa partikel helium yang berhasil menghindari dinding memiliki indra keenam, secara fisik - partikel-partikel ini mampu mendeteksi dan menghindari dinding itu dari jarak 40 nanometer. Dia menjelaskan:
Itu sepertinya jarak yang kecil, tetapi, di dunia atom atau molekul kecil ini, jaraknya sangat jauh.
EarthSky bertanya kepadanya mengapa partikel helium tertentu dapat menghindari dinding, sementara yang lain melaju lurus ke dalamnya, seperti yang dikatakan fisika klasik. Dia menjawab bahwa itu datang ke probabilitas:
Kredit Gambar: Wieland Schollkopf
Mungkin seperti di kehidupan nyata, ketika Anda tertarik pada orang lain. Biasanya, Anda mengikuti atraksi ini, tetapi dalam beberapa kasus, Anda mungkin malu, meskipun daya tariknya ada.
Jadi, manusia dan molekul helium keduanya bisa sedikit berguncang. Tapi untuk apa pengetahuan ini? Sekali lagi, Dr. Schollkopf:
Terus terang, saya tidak tahu. Tetapi pertanyaan itu mengingatkan saya pada sebuah kisah hebat. Ketika mereka menemukan laser 50 tahun yang lalu, para ilmuwan juga tidak tahu apa manfaatnya bagi mereka. Dan sekarang mereka ada dalam segalanya: DVD, komputer. Saya suka berpikir bahwa pengamatan kami terhadap refleksi kuantum mungkin terbukti bermanfaat. Kami belum tahu caranya.
Dia menambahkan bahwa, sementara makalahnya belum membuktikan sesuatu yang sama sekali baru, atau langsung dapat digunakan, dia mengatakan bahwa temuan timnya adalah demonstrasi tertentu dari satu hal. Dia memberi tahu kami:
Hukum-hukum alam, hukum-hukum mikrokosmos, benar-benar sangat aneh!
Itu disarankan oleh makalah baru "Refleksi Quantum He2 Beberapa Nanometer Di Atas Permukaan Kisi," yang muncul Jumat lalu di jurnal Ilmu.