Peneliti telah mengembangkan protokol terinspirasi kuantum untuk mengukur massa objek kosmik kecil yang membelokkan cahaya secara halus melalui microlensing. Pendekatan ini memanfaatkan sifat kuantum foton untuk mengekstrak informasi presisi dari sinyal lemah. Ini bisa mendeteksi entitas yang sulit ditemukan seperti planet pengembara dan lubang hitam terisolasi tanpa memerlukan teleskop raksasa.
Cahaya dari bintang jauh tidak selalu berjalan dalam garis lurus; objek masif dapat membelokkannya, menciptakan efek lensa gravitasi. Meskipun lensa dramatis dari raksasa seperti lubang hitam dapat dideteksi, microlensing yang lebih halus dari massa kecil menimbulkan tantangan bagi metode tradisional. Zhenning Liu di University of Maryland dan rekan-rekannya mengusulkan protokol yang mempertimbangkan sifat kuantum cahaya untuk mengatasi ini.
Peristiwa microlensing dapat diidentifikasi karena cahaya sementara menjadi lebih terang, menunjukkan objek perantara. Namun, menyimpulkan massa objek dari data teleskop konvensional sulit untuk benda kecil, seperti planet pengembara atau lubang hitam terisolasi. Liu menjelaskan: "Peneliti dapat mengetahui kapan peristiwa microlensing terjadi, karena cahaya menjadi lebih terang. Ini memungkinkan mereka untuk mengetahui ada objek di antara kita dan sumber cahaya, tapi jika objek itu tidak besar, mereka tidak dapat menyimpulkan massanya dari sifat cahaya yang sudah diukur teleskop."
Inovasi terletak pada foton, partikel kuantum cahaya. Ketika foton bertemu objek lensa, ia dapat mengambil beberapa jalur dengan waktu tempuh berbeda, mengubah sifat kuantumnya. Seperti gelombang yang terbelah di sekitar batu, foton secara efektif mengeksplorasi kedua rute secara bersamaan. Algoritma tim mengekstrak penundaan waktu antara jalur-jalur ini, yang secara langsung terkait dengan massa objek.
Pendekatan kuantum ini memerlukan sedikit foton, menjadikannya layak dengan detektor yang ada dan komputer konvensional, tanpa komputer kuantum penuh. Analisis matematis menunjukkan bahwa ia berkinerja baik untuk bintang di buldge galaktik Bima Sakti, di mana studi lensa sebelumnya menemukan objek gelap. Implementasi bisa diuji dalam beberapa tahun.
Daniel Oi di University of Strathclyde memuji metode tersebut: ia menawarkan "perbaikan eksponensial dalam kemampuan mengekstrak informasi penundaan waktu dari cahaya," menyebutnya "cawan suci teknologi kuantum." Alat kuantum cocok untuk sinyal astronomi lemah, karena mereka menangani batas pengukuran fundamental dalam fisika.
Protokol ini, yang dirinci dalam makalah arXiv terbaru (DOI: 10.48550/arXiv.2510.07898), menjanjikan untuk mengungkap objek kosmik yang tak terlihat oleh pengamatan lain, meningkatkan pemahaman kita tentang massa tersembunyi alam semesta.