Pertama kali 'menangkap' cahaya dalam waktu virtual

Fisikawan di Universitas Maryland (AS) baru saja mencapai tonggak sejarah ilmiah yang belum pernah terjadi sebelumnya: mengamati cahaya saat bergerak dalam 'waktu imajiner', sebuah konsep matematika yang tampaknya tidak nyata.

Mengamati pergerakan cahaya baik di ruang nyata maupun "waktu virtual" akan membuka banyak prospek untuk aplikasi praktis dalam kehidupan manusia modern - Ilustrasi: NASA

Biasanya, ketika cahaya melewati material transparan, cahaya tidak bergerak sebebas di ruang hampa. Jaringan medan elektromagnetik yang kompleks di dalam material memperlambat setiap foton, sehingga menunda perjalanan seluruh berkas cahaya.

Fenomena ini membantu para ilmuwan memahami bagaimana cahaya berinteraksi dengan struktur mikro material, sehingga mengeksplorasi sifat fisiknya.

Dari virtual ke nyata

Sebagian model matematika yang menggambarkan fenomena ini sering menggunakan angka-angka yang disebut bilangan imajiner. Angka-angka ini tidak memiliki nilai nyata dalam kehidupan sehari-hari dan sering dianggap sebagai alat matematika murni. Eksperimen baru ini menunjukkan bahwa angka-angka yang tampaknya hanya di atas kertas ini sebenarnya dapat bermanifestasi sebagai fenomena fisika yang sepenuhnya terukur.

Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Physical Review Letters , salah satu jurnal ilmiah paling bergengsi di bidang fisika, tim fisikawan Isabella Giovannelli dan Steven Anlage mengatakan mereka menggunakan gelombang mikro, suatu bentuk cahaya di luar jangkauan cahaya tampak, dan mentransmisikannya melalui kabel koaksial loop tertutup. Perangkat ini mensimulasikan lingkungan terkendali untuk mempelajari perambatan pulsa cahaya melalui material.

Dengan mengukur fluktuasi frekuensi kecil gelombang mikro saat melewati sistem, mereka menemukan bahwa pergeseran frekuensi bukanlah acak, tetapi merupakan manifestasi fisik dari angka imajiner dalam persamaan.

Hal ini menunjukkan bahwa konsep waktu imajiner bukan sekadar fantasi matematika tetapi benar-benar ada dan memengaruhi perambatan cahaya.

Dr Anlage mengatakan timnya telah menemukan derajat kebebasan yang sebelumnya diabaikan dalam gelombang cahaya, yang memungkinkan fenomena yang dulu dianggap "virtual" dijelaskan oleh faktor-faktor yang sepenuhnya nyata.

Hebatnya, pulsa cahaya dalam medium ini dapat bergerak lebih cepat untuk sementara waktu daripada foton yang menyusunnya. Hal ini mungkin terdengar paradoks, tetapi merupakan konsekuensi logis dari pengaruh medium dan struktur gelombang.

Banyak prospek untuk aplikasi praktis

Keberhasilan eksperimen ini bukan sekadar langkah maju dalam bidang fisika teoretis. Pengamatan cahaya dalam keadaan yang disebut "waktu imajiner" juga membuka banyak prospek untuk aplikasi praktis dalam kehidupan modern.

Ketika manusia lebih memahami bagaimana gelombang elektromagnetik, dari cahaya hingga gelombang mikro, bergerak dan berubah saat melewati materi, kita dapat mengoptimalkan banyak teknologi yang mengandalkannya.

Misalnya, dalam bidang komunikasi nirkabel, pengetahuan baru ini dapat membantu meningkatkan kecepatan dan akurasi transmisi sinyal. Dengan sistem radar dan sensor, hal ini dapat berkontribusi pada peningkatan sensitivitas dan pengurangan interferensi, sehingga meningkatkan efisiensi di bidang-bidang seperti penerbangan, militer , dan otomasi.

Khususnya di dunia komputasi kuantum yang sedang berkembang, di mana setiap interaksi bergantung pada perilaku partikel mikroskopis seperti foton, pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana cahaya berperilaku dapat menjadi kunci untuk merancang perangkat komputasi yang lebih kuat dan stabil di masa mendatang.

Dengan kata lain, dari fenomena yang pernah dianggap sepenuhnya abstrak, waktu virtual kini secara bertahap menjadi bagian yang berguna dari dunia teknologi nyata.

Kembali ke topik

MINH HAI

Sumber: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm