Para ilmuwan di Universitas Hiroshima telah mengembangkan metode baru yang sangat sensitif dan dapat diuji secara eksperimental untuk mendeteksi Efek Unruh. Fenomena teoretis ini, yang memprediksi bahwa pengamat yang mengalami percepatan seragam akan merasakan ruang hampa sebagai bak mandi termal, telah lama berada di persimpangan antara teori relativitas dan teori kuantum. Pendekatan inovatif ini, yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters pada 23 Juli 2025, membuka jalan baru untuk eksplorasi fisika fundamental dan pengembangan teknologi canggih.
Efek Unruh, juga dikenal sebagai efek Fulling-Davies-Unruh, menyoroti hubungan mendalam antara teori relativitas Albert Einstein dan teori kuantum. Prediksi ini menyatakan bahwa pengamat yang berakselerasi akan mendeteksi partikel dan merasakan suhu, meskipun tidak ada sumber panas eksternal, sementara pengamat inersia di wilayah ruang-waktu yang sama tidak akan mendeteksi apa pun. Verifikasi eksperimental Efek Unruh telah menjadi tantangan signifikan selama bertahun-tahun karena percepatan ekstrem yang dibutuhkan, yang secara praktis tidak mungkin dicapai dengan teknologi saat ini.
Untuk mengatasi hambatan ini, tim dari Universitas Hiroshima mengusulkan metode eksperimental baru yang memanfaatkan gerakan melingkar pasangan flukson-antiflukson metastabil dalam sambungan Josephson annular yang terhubung. Kemajuan dalam fabrikasi superkonduktor mikro memungkinkan pembuatan sirkuit dengan radius yang sangat kecil, menghasilkan percepatan efektif yang sangat tinggi. Metode ini mampu menghasilkan suhu Unruh beberapa Kelvin, yang cukup tinggi untuk dapat dideteksi secara eksperimental dengan teknologi saat ini.
Dalam pengaturan eksperimental mereka, "kehangatan kuantum" yang diinduksi oleh percepatan melingkar menyebabkan fluktuasi yang memicu pemisahan pasangan flukson-antiflukson metastabil. Peristiwa pemisahan ini bermanifestasi sebagai lompatan tegangan makroskopik yang jelas melintasi sirkuit superkonduktor, memberikan tanda langsung yang terukur dari keberadaan Efek Unruh. Dengan menganalisis distribusi statistik dari lompatan tegangan ini, para peneliti dapat mengukur suhu Unruh dengan akurasi tinggi.
Para peneliti berencana untuk melakukan analisis rinci tentang proses peluruhan pasangan flukson-antiflukson dan menyelidiki peran macroscopic quantum tunneling. Pemahaman mendalam tentang mekanisme peluruhan ini sangat penting untuk menyempurnakan deteksi eksperimental Efek Unruh. Lebih jauh lagi, tim ini bertujuan untuk mengeksplorasi potensi hubungan antara fenomena ini dan medan kuantum lainnya. Dengan memperdalam pemahaman kita tentang fenomena kuantum baru ini, mereka berharap dapat berkontribusi secara signifikan dalam pencarian teori terpadu untuk semua hukum fisika.
Kemampuan deteksi yang sangat sensitif dan berjangkauan luas yang dikembangkan dalam penelitian ini menjanjikan untuk membuka jalan bagi aplikasi di masa depan, terutama dalam bidang teknologi penginderaan kuantum canggih. Pekerjaan ini didukung oleh Hibah JSPS KAKENHI dan Program Global HIRAKU, yang didanai oleh "Program Pengembangan Profesional Strategis untuk Peneliti Muda" dari MEXT. Kemajuan ini tidak hanya membuka jalan baru dalam fisika fundamental tetapi juga menginspirasi eksplorasi lebih lanjut ke dalam sifat sejati ruang-waktu dan realitas kuantum.