Peneliti di EPFL telah mengembangkan metode untuk mengukur durasi peristiwa kuantum ultrafast tanpa menggunakan jam eksternal. Dengan menganalisis perubahan spin elektron selama fotoemisi, mereka menemukan bahwa waktu transisi bervariasi secara signifikan berdasarkan struktur atom material. Struktur yang lebih sederhana menyebabkan penundaan lebih lama, berkisar dari 26 hingga lebih dari 200 attodetik.
Para fisikawan telah lama bergulat dengan pengukuran waktu pada skala kuantum, di mana peristiwa seperti transisi elektron terjadi dalam attodetik—10^{-18} detik. Metode tradisional bergantung pada jam eksternal, yang dapat mengganggu proses kuantum yang rapuh. Seperti yang dicatat Profesor Hugo Dil dari EPFL, «Masalah utama adalah peran umum waktu dalam mekanika kuantum, dan khususnya skala waktu yang terkait dengan transisi kuantum.»/n/nUntuk mengatasi ini, tim Dil menggunakan teknik interferensi kuantum, menghindari perangkat penanggalan eksternal apa pun. Mereka menggunakan spektroskopi fotoemisi yang diselesaikan spin dan sudut (SARPES), di mana cahaya sinkrotron membangkitkan elektron dalam material, menyebabkan mereka melarikan diri sambil membawa informasi spin. Spin ini mengkodekan durasi transisi dari keadaan energi awal ke akhir saat penyerapan foton./n/nPenulis pertama Fei Guo menjelaskan, «Eksperimen ini tidak memerlukan referensi eksternal atau jam, dan menghasilkan skala waktu yang diperlukan untuk fungsi gelombang elektron berevolusi dari keadaan awal ke keadaan akhir pada energi lebih tinggi saat penyerapan foton.»/n/nPara peneliti menguji material dengan geometri atom yang bervariasi: tembaga tiga dimensi, diselenida titanium berlapis (TiSe₂) dan ditellurida titanium (TiTe₂), serta telurida tembaga seperti rantai (CuTe). Pada tembaga, transisi berlangsung sekitar 26 attodetik. Material berlapis menunjukkan penundaan 140 hingga 175 attodetik, sementara CuTe melebihi 200 attodetik. Hasil ini menunjukkan bahwa struktur simetri rendah memperpanjang transisi kuantum./n/nDil menyoroti dampak yang lebih luas: «Selain memberikan informasi mendasar untuk memahami apa yang menentukan penundaan waktu dalam fotoemisi, hasil eksperimen kami memberikan wawasan lebih lanjut tentang faktor-faktor yang memengaruhi waktu pada tingkat kuantum.»/n/nStudi ini, yang diterbitkan di Newton (DOI: 10.1016/j.newton.2025.100374), melibatkan kolaborator dari institusi termasuk Paul Scherrer Institut dan University of Tokyo. Pendekatan ini dapat membantu dalam merancang material dengan sifat kuantum yang presisi untuk teknologi masa depan.
