Peneliti telah mengamati secara eksperimental geometri kuantum tersembunyi dalam material yang mengarahkan elektron mirip dengan bagaimana gravitasi membelokkan cahaya. Penemuan ini, yang dibuat di antarmuka dua material oksida, dapat memajukan elektronik kuantum dan superkonduktivitas. Diterbitkan di Science, temuan ini menyoroti efek yang lama diteorikan dan kini dikonfirmasi dalam kenyataan.
Material kuantum, yang beroperasi berdasarkan aturan fisika pada skala atom, menjanjikan elektronik lebih cepat dan aliran energi yang efisien. Tim dari Universitas Jenewa (UNIGE), Universitas Salerno, dan Institut CNR-SPIN Italia telah mengungkap fitur kunci dalam material ini: metrik kuantum. Metrik ini menggambarkan kelengkungan dalam ruang kuantum yang memengaruhi jalur elektron, mirip dengan bagaimana gravitasi Einstein membelokkan cahaya. Sebelumnya ide teoretis sekitar 20 tahun lalu, sulit dideteksi secara eksperimental. «Konsep metrik kuantum berasal dari sekitar 20 tahun lalu, tapi untuk waktu lama dianggap murni sebagai konstruksi teoretis. Hanya dalam beberapa tahun terakhir para ilmuwan mulai mengeksplorasi efek nyatanya pada sifat materi,» kata Andrea Caviglia, profesor dan direktur Departemen Fisika Materi Kuantum UNIGE. Peneliti mengamati efek ini di batas antara strontium titanat dan lanthanum aluminate, pengaturan yang dikenal untuk studi kuantum. Mereka menggunakan medan magnet kuat untuk mendistorsi lintasan elektron, mengungkap kehadiran metrik tersebut. Penulis utama Giacomo Sala, peneliti asosiasi di UNIGE, menjelaskan: «Kehadirannya dapat terungkap dengan mengamati bagaimana lintasan elektron terdistorsi di bawah pengaruh gabungan metrik kuantum dan medan magnet kuat yang diterapkan pada padatan.» Studi ini, dirinci dalam jurnal Science (DOI: 10.1126/science.adq3255), menunjukkan metrik kuantum umum di banyak material. Hal ini memungkinkan pengukuran lebih tepat terhadap sifat optik, elektronik, dan transportasi. Caviglia menambahkan: «Penemuan ini membuka jalan baru untuk mengeksplorasi dan memanfaatkan geometri kuantum di berbagai material, dengan implikasi besar bagi elektronik masa depan yang beroperasi pada frekuensi terahertz, serta superkonduktivitas dan interaksi cahaya-materi.» Wawasan seperti ini dibangun di atas dasar fisika kuantum yang memungkinkan transistor dan komputasi modern, berpotensi mengarah pada perangkat ultra-cepat tanpa kehilangan energi.
