Kristal Waktu Mengungkap Tatanan Baru dalam Bagaimana Materi Menjaga Waktu

13

Para ilmuwan telah menemukan bentuk baru dari kristal waktu – yang dijuluki “time rondeau” – yang menantang pemahaman konvensional tentang tatanan temporal. Kristal ini menunjukkan perpaduan unik antara keteraturan dan kekacauan, berosilasi dalam pola yang berulang dalam rentang waktu yang lebih lama meskipun dalam jangka pendek tidak dapat diprediksi. Penemuan ini membuka jalan baru untuk mengeksplorasi sifat dasar waktu dan kemampuan materi dalam mempertahankan struktur temporal.

Melampaui Kristal Waktu Tradisional

Pertama kali diteorikan pada tahun 2012 dan diamati pada tahun 2016, kristal waktu adalah material yang atomnya berosilasi dalam pola berulang tanpa memerlukan masukan energi eksternal. Tidak seperti kristal biasa dengan susunan spasial berulang, kristal waktu menunjukkan periodisitas dalam waktu itu sendiri. Rondeau waktu yang baru ditemukan membawa konsep ini lebih jauh.

Alih-alih pengulangan yang ketat, kristal ini berputar melalui periode keteraturan dan ketidakteraturan. Ini analog dengan musik rondeau, sebuah komposisi yang berganti-ganti antara tema yang berulang dan variasi yang kontras. Seperti yang dicatat oleh para peneliti, polanya menyerupai “Rondo alla Turca” karya Mozart, karena itulah dinamakan demikian.

Keteraturan dalam Kekacauan

Pengaturan eksperimental melibatkan manipulasi cacat skala atom—khususnya, pusat kekosongan nitrogen—dalam kisi berlian. Dengan menerapkan pulsa laser dengan waktu yang tepat, para ilmuwan melakukan hiperpolarisasi inti karbon-13 dan menggerakkan putarannya melalui campuran urutan periodik dan acak.

Temuan kuncinya adalah, meskipun terjadi gangguan jangka pendek dalam setiap siklus pulsa, keadaan kristal secara keseluruhan berulang pada awal setiap siklus baru. Perilaku ini mirip dengan lampu sorot yang menangkap pola berulang dalam roda yang berputar: masing-masing frame mungkin tampak kacau, namun keseluruhan gerakan dapat diprediksi.

Mengkodekan Informasi dalam Waktu

Untuk mendemonstrasikan kemampuan kontrol, para peneliti bahkan mengkodekan teks ke dalam pengaturan waktu pulsa laser, menggunakan format standar ASCII. Pesannya berbunyi: “Pengamatan eksperimental terhadap kristal waktu rondeau. Gangguan Temporal dalam Tatanan Spatiotemporal.”

Meskipun hal ini tidak memiliki penerapan praktis langsung, hal ini menunjukkan bahwa tatanan temporal dapat dimanipulasi untuk membawa informasi.

Implikasinya terhadap Fisika Fundamental

Penemuan kristal rondeau waktu memperluas pemahaman kita tentang tatanan temporal melampaui periodisitas yang ketat. Koeksistensi stabil jangka panjang antara tatanan temporal jangka panjang dan gangguan gerak mikro dalam rentang waktu yang singkat menunjukkan bahwa materi dapat mempertahankan struktur dalam waktu bahkan ketika terkena gaya kacau.

Penelitian ini membuka jalan baru untuk menyelidiki sifat dasar waktu dan kemampuan materi dalam mempertahankan struktur temporal, yang berpotensi mengarah pada terobosan dalam fisika kuantum dan ilmu material.

Kemampuan untuk mengontrol dan memanipulasi tatanan temporal dapat mempunyai implikasi yang luas, bahkan jika penerapan praktisnya masih jauh. Kristal rondeau waktu mewakili langkah signifikan dalam memanfaatkan kekuatan waktu itu sendiri