Dingin melakukan hal-hal aneh.
Jatuhkan materi mendekati nol mutlak dan fisika melanggar aturan yang Anda pelajari di sekolah menengah. Elektron bergerak tanpa hambatan. Atom memanjat dinding seperti laba-laba. Semuanya menjadi kabur, diatur oleh statistik kuantum, bukan logika Newton.
Dua kubu menguasai dunia mikro ini: boson dan fermion.
Boson, seperti foton, adalah hewan pesta. Mereka berkumpul di ruang yang sama, bertindak sebagai satu gelombang yang koheren. Fermion? Mustahil. Prinsip pengecualian Pauli melarang mereka berbagi keadaan kuantum. Sebuah elektron tetap pada jalurnya. Aturan ini mencegah bintang-bintang neutron runtuh ke dalam lubang hitam, sebuah beban yang cukup berat untuk batasan sekecil itu.
Namun bagaimana jika Anda melanggar aturan?
Fisikawan ingin melihat apa yang terjadi ketika atom dipaksa untuk saling tolak menolak dan menarik satu sama lain dengan cepat.
“Apa yang terjadi jika seseorang memaksa atom-atom yang berinteraksi untuk secara konsisten melakukan siklus melalui kondisi ekstrem?”
Untuk mengujinya, Alvise Bastianello dan timnya mengambil sekitar 70,00 atom cesium. Mereka mendinginkannya menjadi nanoKelvins. Cukup dingin sehingga atom-atomnya tidak lagi menjadi individu dan bertindak seperti satu kesatuan yang kabur—gas Bose.
Mereka menjebak gas ini dalam tabung laser. Hanya satu dimensi. Lalu datanglah penendangnya.
Mereka menggerakkan sistem. Mengusir. Menarik. Mengusir. Menarik Berkali-kali.
Hasilnya bukanlah kekacauan.
Biasanya, energi semacam itu memanaskan keadaan. Menyebarkan partikel secara acak. Tapi di sini? Atom-atomnya ditata ulang. Mereka menetap di sesuatu yang tidak terduga: laut Fermi pecahan.
Pikirkan tentang hal ini. Fermion tidak menumpuk. Mereka tetap terpisah. Boson memang menumpuk. Negara bagian baru ini bukan keduanya. Itu sudah setengah jalan. Keadaan kuantum sudah terisi sebagian, sebuah hibrida glitchy yang kemungkinan hanya bertahan dalam perangkap dimensi rendah ini.
Yi Zeng, yang memimpin penelitian dari Innsbruck, menyebutnya sebagai negara dengan banyak orang yang baru.
“Daripada sekadar memanaskan sistem,” jelas Zeng, “siklus interaksi justru mengatur ulang atom-atomnya.”
Hanns-Christoph Nägerl mencatat bahwa perintah tersebut tersembunyi tetapi ada. Anda bisa melihatnya di riak. Data menunjukkan osilasi Friedel, bukti nyata bahwa ini bukan sekadar suara acak. Itu adalah sebuah struktur. Sebuah tatanan yang rapuh dan kompleks yang lahir dari gangguan yang berulang-ulang.
Mereka bahkan belum tahu apa nama partikel yang terlibat. “Super-Fermion?” canda Nägerl.
Mungkin.
Mengapa repot-repot?
Karena hal itu merusak paradigma. Kebanyakan simulasi hanya mereproduksi apa yang sudah kita ketahui. Pengaturan ini menciptakan keadaan yang belum ditulis oleh buku teks. Hal ini menunjukkan bahwa simulator kuantum dapat melakukan lebih dari sekadar meniru alam; mereka dapat menciptakan fisika baru untuk mempelajari bagaimana realitas muncul dari sup kuantum.
Sensor kuantum yang lebih baik mungkin akan segera hadir. Atau enkripsi yang lebih tepat. Atau bahan yang belum kita impikan.
Untuk saat ini, mereka hanya mempunyai lautan yang seharusnya tidak ada. Dan mereka belum selesai mencari.
