Guru Besar Fisika Teori IPB University Ungkap Potensi Bose-Einstein Condensate

Guru Besar Fisika Teori IPB University Ungkap Potensi Bose-Einstein Condensate

Guru Besar Fisika Teori IPB University, Prof Husin Alatas baru-baru ini mengungkapkan potensi Bose-Einstein Condensate (BEC) sebagai wujud zat materi kelima.

Ia menjelaskan berdasarkan perilakunya, atom dalam dunia kuantum dapat diklasifikasikan berdasarkan statistik Fermi-Dirac (fermion), yang tunduk pada kaidah larangan Pauli, dan Bose-Einstein (boson).

Salah satu fenomena menarik terkait boson adalah BEC, yang disebut sebagai wujud zat materi kelima setelah padat, cair, gas, dan plasma.

Prof Husin menjelaskan bahwa BEC merupakan fase materi unik yang muncul ketika atom bosonik didinginkan mendekati nol absolut ~0°K (Kelvin).

Pada suhu ini, semua atom dalam materi tersebut mencapai keadaan energi terendah dan mengalami transisi fase dari perilaku klasik menjadi sistem kuantum makroskopik.

“Bahkan, dalam kondisi tertentu, atom fermionik yang mengikuti statistik Fermi-Dirac juga dapat membentuk BEC jika mereka berpasangan dalam keadaan yang dikenal sebagai pasangan-Cooper (Cooper-pair),” ucapnya.

Prof Husin menambahkan, keunikan BEC terletak pada kemampuannya untuk menampilkan sifat kuantum dalam skala makroskopik, yang tidak terlihat dalam empat wujud materi lainnya.

“Dalam kondisi ini, atom-atom berperilaku sebagai satu entitas kuantum yang seragam, sehingga menunjukkan efek koherensi kuantum makroskopik seperti yang ditunjukkan pada gejala superfluiditas dan supersoliditas” ujarnya.

Prof Husin menyebut, salah satu contoh material BEC adalah Helium-4 (He-4) yang memiliki spin 0.

Ketika He-4 didinginkan hingga hampir 0°K, ia mengalami transisi fase menjadi cairan dengan sifat superfluida, yang berarti memiliki viskositas nol.

“Atom Rubidium-87 dan Lithium-6, yang juga diklasifikasikan sebagai bosonik, telah menunjukkan fenomena serupa ketika didinginkan hingga kondisi ekstrem,” ucapnya.

Prof Husin menekankan bahwa keadaan kuantum makroskopik BEC memiliki berbagai aplikasi potensial dalam dunia sains dan teknologi.

Beberapa di antaranya termasuk penggunaan dalam komputasi kuantum, di mana BEC dapat berperan sebagai qubit dan gerbang logika untuk pemrosesan informasi kuantum yang lebih efisien.

“Tak hanya itu, fenomena BEC juga membuka peluang bagi penelitian astrofisika, di mana kondisi materi dalam bintang Neutron dan bintang Dwarf dapat ditiru dan dipelajari dalam skala laboratorium,” ucapnya.

Prof Husin mengungkapkan bahwa penelitian mengenai BEC di Indonesia masih terbatas, terutama dalam ranah eksperimental dan aplikasi.

Hal ini disebabkan oleh tingginya biaya perangkat eksperimen dan kebutuhan akan teknologi mutakhir untuk menangani kondisi ekstrem yang diperlukan dalam studi BEC.

“Meski demikian, beberapa fisikawan Indonesia telah melakukan penelitian teoretis mengenai BEC, membuka jalan bagi eksplorasi lebih lanjut di masa depan,” ujarnya. (dr)