Para peneliti di Universitas Colorado Boulder telah berhasil menciptakan kristal waktu yang dapat diamati secara langsung, menggunakan material kristal cair. Terobosan ini memungkinkan observasi kristal waktu dalam kondisi laboratorium standar, berbeda dari metode sebelumnya yang memerlukan sistem kuantum kompleks.
Studi yang diterbitkan dalam jurnal Nature Materials pada 4 September 2025 ini berjudul "Space-time crystals from particle-like topological solitons". Kristal waktu adalah fase materi unik yang menunjukkan gerakan periodik tanpa masukan energi, menantang pemahaman tradisional tentang kesetimbangan. Berbeda dengan kristal spasial yang memiliki pola berulang dalam ruang, kristal waktu mempertahankan keteraturan dinamis berbasis waktu.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana Hanqing Zhao dan Profesor Ivan Smalyukh, menggunakan molekul kristal cair berbentuk batang dalam sel kaca. Dengan memaparkan molekul-molekul ini pada sumber cahaya tertentu, mereka menginduksi pola gerakan persisten yang menyerupai struktur yang berevolusi seiring waktu. Pola-pola ini tetap stabil selama berjam-jam tanpa masukan energi eksternal, menunjukkan ketahanan fase kristal waktu.
Pembentukan "kinks", distorsi terlokalisasi dalam susunan molekuler, memainkan peran penting. Di bawah paparan cahaya, molekul pewarna pada kaca memberikan gaya mekanis pada kristal cair, menyebabkan kinks ini bergerak dan berinteraksi. Perilaku seperti partikel ini mendorong kristal cair untuk menunjukkan urutan yang dikoreografikan dengan cermat, mirip dengan ballroom yang dipenuhi pasangan yang terus-menerus berpisah dan bergabung kembali.
Kemajuan ini membuka pintu bagi aplikasi potensial di berbagai bidang, termasuk langkah-langkah otentikasi ultra-aman dan teknologi penyimpanan data canggih. Kemampuan untuk mengamati kristal waktu secara langsung menyederhanakan pengaturan eksperimental dan membuka jalan bagi integrasi fenomena ini ke dalam teknologi praktis.
Sebagai perbandingan, pada tahun 2021, tim fisikawan menggunakan prosesor kuantum Sycamore milik Google untuk menciptakan jaringan atom yang menunjukkan fitur kristal waktu. Inovasi kelompok CU Boulder ini berbeda dengan memanfaatkan kristal cair klasik, membuat observasi langsung menjadi layak dan menyederhanakan pengaturan eksperimental secara signifikan.
Inspirasi untuk penelitian ini berasal dari proposal peraih Nobel Frank Wilczek pada tahun 2012, yang menyarankan keberadaan kristal waktu sebagai fase materi baru yang memecah simetri temporal. Kemudahan dalam menghasilkan kristal waktu ini, hanya dengan menerangi sistem dengan panjang gelombang cahaya tertentu dalam kondisi sedang, menyoroti aksesibilitas dan skalabilitas pendekatan ini.
Para peneliti menekankan bahwa tidak diperlukan lingkungan ekstrem atau bahan eksotis; fenomena ini muncul secara alami dari sifat inheren kristal cair ketika digabungkan dengan pewarna yang responsif terhadap cahaya. Zhao dan Smalyukh berafiliasi dengan International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter (WPI-SKCM2) yang bermarkas di Universitas Hiroshima di Jepang, mencontohkan sifat penelitian mutakhir yang semakin global.
Ke depan, penemuan kristal waktu yang terlihat menandai awal dari perjalanan yang menarik. Seiring para peneliti menyempurnakan mekanisme kontrol dan mengeksplorasi material baru, komunitas ilmiah mengantisipasi era di mana pola temporal menjadi sama manipulatif dan integralnya terhadap teknologi seperti struktur spasial saat ini.