Peneliti mengembangkan sensor kuantum suhu kamar untuk gelombang gravitasi
Ilmuwan di MIT telah menciptakan sensor kuantum yang mampu mendeteksi gelombang gravitasi pada suhu kamar, berpotensi mengubah penelitian astrofisika. Perangkat tersebut, yang dirinci dalam studi Nature baru, menggunakan cacat pada berlian untuk mengukur perubahan gravitasi kecil. Terobosan ini dapat memungkinkan deteksi yang lebih mudah diakses untuk peristiwa kosmik seperti penggabungan lubang hitam.
Pengembangan sensor kuantum inovatif ini menandai kemajuan signifikan dalam bidang deteksi gelombang gravitasi. Secara tradisional, deteksi semacam itu memerlukan lingkungan yang sangat dingin, seperti yang digunakan di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), yang beroperasi pada suhu mendekati nol absolut untuk meminimalkan kebisingan. Namun, sensor baru dari peneliti MIT berfungsi secara efektif pada suhu kamar sekitar, memperluas aplikasi potensialnya.
Peneliti utama Dr. Jane Smith, dari Departemen Fisika MIT, menjelaskan teknologi tersebut dalam studi yang diterbitkan pada 2 Oktober 2025 di Nature: "Ini dapat merevolusi deteksi ruang-waktu dengan membuatnya layak di pengaturan laboratorium sehari-hari, tanpa perlu sistem pendingin kriogenik." Sensor tersebut memanfaatkan pusat kekosongan-nitrogen dalam berlian sintetis, yang merupakan cacat skala atom yang merespons secara sensitif terhadap gangguan gravitasi. Selama tiga tahun pengembangan, yang didanai oleh National Science Foundation (NSF), tim menyempurnakan perangkat untuk mencapai sensitivitas yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Linimasa proyek dimulai pada 2022, ketika prototipe awal menunjukkan janji dalam uji laboratorium untuk mendeteksi percepatan kecil. Pada 2024, sensor tersebut menunjukkan kemampuan untuk mengukur perubahan sekecil 10^-15 meter per detik kuadrat, sebanding dengan riak halus di ruang-waktu yang disebabkan oleh peristiwa astronomi jauh. Ketepatan ini menyaingi observatorium yang lebih besar tetapi dalam bentuk yang kompak dan portabel.
Konteks latar belakang mengungkapkan pentingnya gelombang gravitasi, yang pertama kali terdeteksi secara langsung pada 2015 oleh LIGO, mengonfirmasi teori relativitas umum Einstein. Gelombang ini memberikan wawasan tentang peristiwa kataklismik seperti tabrakan bintang neutron dan penggabungan lubang hitam. Operasi suhu kamar sensor baru ini dapat mendemokratisasi akses ke penelitian ini, memungkinkan institusi yang lebih kecil atau bahkan misi luar angkasa untuk mengintegrasikan teknologi tersebut tanpa infrastruktur besar.
Meskipun studi tersebut menyoroti hasil menjanjikan dari eksperimen terkendali, peneliti memperingatkan bahwa penerapan di dunia nyata akan memerlukan validasi lebih lanjut. Implikasinya melampaui astrofisika; sensitivitas sensor terhadap gaya kecil dapat memengaruhi bidang seperti navigasi dan pengujian fisika fundamental. Tidak ada kontradiksi utama yang muncul dalam pelaporan, karena temuan didasarkan pada data yang ditinjau sejawat dari sumber studi tunggal.