Ilmuwan Temukan Benda yang Bergerak Lebih Cepat dari Cahaya

JAKARTA - Tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya di alam semesta ini. Sekelompok fisikawan baru-baru ini menemukan ada kuantumpartikel, kelompok elektron yang berperilaku secara kolektif dapat bergerak lebih cepat dari cahaya.

Dilansir dari laman Giant Freakin Robot, Sabtu (21/10/2023), temuan ini dipublikasikan di Nature Photonics, dapat merevolusi cara manusia menghasilkan dan menggunakan sumber cahaya berenergi tinggi untuk berbagai aplikasi, menjadikannya lebih mudah diakses dan serbaguna.

Elektron, ketika dikelola dan dimanipulasi mampu menghasilkan cahaya dengan energi bervariasi. Sumber cahaya berenergi tinggi telah memungkinkan ilmuwan untuk mengungkap struktur tersembunyi dari molekul dan memfasilitasi kemajuan dalam bidang kedokteran, teknologi, dan paleontologi. Wawasan ini sekaligus membuka jalan bagi obat-obatan baru, chip komputer yang lebih baik, dan penyelidikan baru tentang fosil.



Ilmuwan telah menemukan sekelompok elektron kuantumpartikel yang tampaknya mampu bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya.

Namun, ada kekurangan signifikan dari sumber cahaya berkecepatan tinggi. Biaya pembuatannya tinggi, membutuhkan lahan yang luas, dan sering kali sudah dipesan bulan-bulan sebelumnya oleh para peneliti lain yang menghambat kemajuan ilmiah. Untungnya, berkat kerja sama sekelompok fisikawan, solusinya mulai terlihat di depan mata.

Tim fisikawan yang dipimpin oleh John Palastro dari Laboratorium Energetika Laser di Universitas Rochester mengatakan bahwa kuantumpartikel dapat dimanfaatkan sebagai sumber cahaya. Meskipun partikel individu dalam kuantumpartikel tidak melampaui kecepatan cahaya, perilaku kolektif mereka memungkinkan mereka untuk bergerak seolah-olah mereka bergerak lebih cepat dari cahaya itu sendiri.

Dalam penelitian mereka, tim tersebut menjelajahi kemungkinan menciptakan sumber cahaya berkecepatan tinggi berbasis akselerator plasma yang dapat menyaingi kecerahan laser elektron bebas yang lebih besar.

Meskipun konsep ini tidak melanggar hukum fisika, hal ini berpotensi untuk mendemokratisasi akses ke sumber cahaya berkecepatan tinggi. Selain itu, gagasan tentang kuantumpartikel sebagai sumber cahaya memungkinkan peneliti untuk beranjak dari ide bahwa setiap elektron harus bergerak bersama-sama untuk menghasilkan radiasi yang konsisten. Hal ini mengurangi kebutuhan akan fasilitas sentral yang mahal.



Dalam penelitian mereka, tim tersebut menjelajahi kemungkinan menciptakan sumber cahaya berkecepatan tinggi berbasis akselerator plasma yang dapat menyaingi kecerahan laser elektron bebas yang lebih besar. Dengan menggunakan superkomputer dari European High Performance Computing Joint Undertaking, tim tersebut melakukan simulasi untuk memahami properti kuantumpartikel dalam plasma.

Akselerasi kuantumpartikel dapat seintensif yang diamati di sekitar lubang hitam. "Setiap elektron melakukan hal yang sama seperti hal kolektif," kata fisikawan di Instituto Superior Técnico di Portugal dan penulis utama studi ini, Bernardo Malaca, menjelaskan tentang penemuan kecepatan cahaya.

"Tidak ada elektron yang bergerak naik-turun dalam kasus kami, tetapi kami masih menghasilkan spektrum yang mirip dengan alat pendorong."

Para peneliti menyamakan kuantumpartikel dengan gelombang Meksiko, perilaku kolektif yang diamati di stadion olahraga di mana penggemar berdiri dan duduk dalam urutan terkoordinasi. Meskipun tidak ada individu yang bergerak secara lateral, perilaku kolektif memberi ilusi gelombang bergerak di sekitar tempat. Kuantumpartikel bekerja dengan cara yang serupa, tetapi dinamikanya dapat lebih ekstrem.

Perilaku kolektif ini memungkinkan kuantumpartikel untuk bergerak dengan kecepatan, termasuk kecepatan superluminal, yang potensial melebihi kecepatan cahaya. Akselerasi kuantumpartikel dapat seintensif yang diamati di sekitar lubang hitam.

Konsep kecepatan cahaya menjadi konsep mendasar dan penting dalam fisika. Ini mengacu pada kecepatan konstan dengan mana gelombang elektromagnetik, khususnya cahaya, bergerak melalui ruang hampa udara. Dalam ruang hampa, cahaya bergerak pada sekitar 299.792.458 meter per detik, yang sering dibulatkan menjadi sekitar 300.000 kilometer per detik atau 186.282 mil per detik.