Fisikawan China Simulasikan 'Kiamat Kosmik' di Laboratorium, Begini Caranya

Eksperimen 'False Vacuum Decay' di Laboratorium

Dalam fisika kuantum, terdapat keadaan dengan energi lebih rendah daripada vakum biasa yang disebut true vacuum. Keadaan ini stabil karena memiliki energi terendah yang mungkin. Namun, ada juga keadaan metastabil atau "false vacuum", yang tampak stabil tetapi sebenarnya belum mencapai keadaan paling stabil.

Jika alam semesta kita berada dalam keadaan false vacuum, para peneliti khawatir bahwa reaksi berantai aneh dapat memicu peristiwa yang disebut "false vacuum decay". Peristiwa ini berpotensi mengakhiri seluruh alam semesta secara tiba-tiba—sebuah ancaman tingkat kiamat yang, meski sangat tidak mungkin, menurut beberapa fisikawan tetap mungkin terjadi.

Baru-baru ini, fisikawan di China mengklaim telah mensimulasikan fenomena false vacuum decay melalui eksperimen berbasis laboratorium. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Physical Review Letters dan membuka jalan bagi penelitian lebih lanjut tentang kemungkinan kiamat kosmik.

Dari Teori hingga Simulasi di Meja Kerja

Sejak tahun 1970-an, para ilmuwan telah mengusulkan bahwa false vacuum dapat mengalami quantum tunneling, sebuah fenomena aneh dalam fisika kuantum. Dalam proses ini, partikel dapat melewati penghalang energi tanpa memiliki energi yang cukup untuk melakukannya.

"Meskipun kami tidak dapat menguji teori ini pada skala kosmik, perkembangan simulator kuantum yang sangat terkontrol memungkinkan kami mereplikasi dan mempelajari peristiwa tunneling dramatis ini dalam eksperimen meja kerja," kata Meng Khoon Tey, fisikawan dari Universitas Tsinghua, kepada Phys.org.

Penelitian ini mengikuti studi sebelumnya pada tahun 2025, di mana para peneliti menggunakan komputer kuantum untuk mensimulasikan peristiwa false vacuum decay. Dalam eksperimen terbaru ini, tim fisikawan China menggunakan atom Rydberg, yaitu atom dengan elektron terluar pada tingkat energi tertinggi yang dapat dipertahankan tanpa lepas.

Bagaimana Eksperimen Dilakukan

Atom-atom Rydberg tersebut disusun sedemikian rupa sehingga saling tolak menolak dengan tetangganya. Spin atau putaran elektron pada atom-atom ini diatur berlawanan arah satu sama lain. Para peneliti kemudian menggunakan laser untuk memecah susunan melingkar atom-atom tersebut, menciptakan keadaan false vacuum.

"Dengan menerangi atom secara selektif menggunakan sinar laser, kami merancang lanskap energi dengan keadaan 'false' dan 'true' vacuum yang berbeda. Hal ini memungkinkan kami mengamati proses tunneling kuantum secara real-time," jelas Tey.

Hasilnya menunjukkan bahwa semakin kuat laser yang memecah simetri, semakin cepat keadaan vakum yang disimulasikan mengalami peluruhan. Temuan ini mendukung teori medan kuantum yang ada. Para peneliti juga mengamati terbentuknya "gelembung" yang berisi keadaan true vacuum di dalamnya, meningkatkan kemungkinan transisi ke keadaan energi yang lebih rendah.

Implikasi dan Langkah Selanjutnya

Menurut Tey, eksperimen ini menjadi langkah awal untuk mendemonstrasikan dinamika dasar false vacuum decay di laboratorium. Temuan ini diharapkan dapat menjadi batu loncatan bagi eksplorasi lebih lanjut mengenai fenomena ini.

"Ini adalah pencapaian penting dalam memahami mekanisme yang berpotensi mengakhiri alam semesta," tambahnya.

Misteri Fisika Kuantum yang Semakin Dekat untuk Dipecahkan

Penelitian ini juga menegaskan bahwa meskipun false vacuum decay sangat tidak mungkin terjadi, pemahaman yang lebih baik tentang fenomena ini dapat membuka wawasan baru dalam fisika fundamental. Para ilmuwan berharap eksperimen serupa di masa depan dapat memberikan jawaban lebih pasti mengenai nasib akhir alam semesta.

Baca juga: Ilmuwan Temukan 'Titik Gelap' yang Bergerak Lebih Cepat dari Cahaya, Apa Artinya?