Fisikawan Wina Ciptakan Superposisi Kuantum Terbesar pada Objek Masif

Fisikawan teoretis Austria, Erwin Schrödinger, merumuskan salah satu eksperimen pemikiran paling terkenal dalam sains pada abad ke-20: Kucing Schrödinger. Konsep sentral ini, yang diciptakan pada tahun 1935, bertujuan untuk mengilustrasikan fenomena superposisi kuantum dengan membayangkan seekor kucing di dalam kotak tertutup yang nasibnya terikat pada peristiwa kuantum acak yang dapat melepaskan racun. Sampai kotak dibuka dan diamati, kucing tersebut secara teoretis berada dalam keadaan superposisi, yaitu hidup dan mati secara simultan. Eksperimen pemikiran ini, yang pada awalnya dimaksudkan sebagai kritik terhadap interpretasi Kopenhagen mekanika kuantum, kini menjadi landasan fundamental untuk menyelidiki batas antara dunia kuantum dan dunia klasik.

Dalam kemajuan signifikan, tim fisikawan di Universitas Wina berhasil menciptakan superposisi kuantum terbesar pada objek masif yang pernah tercatat, sebuah pencapaian yang diibaratkan sebagai "penggemukan" dari Kucing Schrödinger. Studi yang dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Nature pada tanggal 21 Januari 2026 ini menunjukkan bahwa gugus atom logam natrium individu, yang terdiri dari sekitar 7.000 atom dan berukuran sekitar 8 nanometer, menunjukkan perilaku berada di dua tempat sekaligus. Dalam eksperimen tahun 2026 ini, gugus atom tersebut bertindak sebagai gelombang, menyebar dalam superposisi lintasan yang berbeda dan berinterferensi untuk menghasilkan pola yang dapat dideteksi, alih-alih berperilaku seperti partikel biasa.

Signifikansi dari terobosan ini terletak pada tercapainya metrik "makroskopisitas," yang menggabungkan massa objek dengan durasi keadaan kuantum yang dipertahankan. Menurut pernyataan tim, keadaan superposisi ini sepuluh kali lebih besar daripada rekor sebelumnya, meskipun ini tidak secara otomatis berarti massa terbesar yang pernah dipertahankan dalam superposisi. Rekor sebelumnya pada tahun 2023 dicapai oleh Institut Teknologi Federal Swiss di Zurich (ETH Zurich) yang melibatkan kristal berosilasi dengan massa 16 mikrogram. Kristal safir yang digunakan dalam eksperimen ETH Zurich tersebut terdiri dari sekitar sepuluh ribu triliun atom, atau $10^{17}$ atom, dan para peneliti mengontrol keadaan superposisi getarannya.

Fisikawan berupaya mendorong batas-batas ini karena teori kuantum secara matematis tidak menetapkan batasan ukuran untuk superposisi, namun objek makroskopis sehari-hari tidak menunjukkan fenomena ini karena proses yang disebut dekoherensi. Dekoherensi memaksa sistem untuk masuk ke keadaan yang terdefinisi ketika terjadi interaksi dengan lingkungan, yang menyebabkan fungsi gelombang runtuh. Interaksi dengan lingkungan, seperti medan elektromagnetik atau fluktuasi suhu, menyebabkan sistem kehilangan sifat kuantumnya, yang membatalkan prinsip superposisi dan mengubahnya menjadi klasik. Eksperimen ETH Zurich tahun 2023 menggunakan sirkuit superkonduktor sebagai emulasi atom yang meluruh, yang terhubung ke kristal melalui bahan piezoelektrik untuk mentransfer keadaan superposisi ke osilasi kristal, memungkinkan kristal berosilasi ke dua arah yang berlawanan secara bersamaan.

Stefan Gerlich, salah satu penulis dari Universitas Wina, menyatakan bahwa peningkatan skala lebih lanjut akan menjadi tantangan signifikan. Partikel yang lebih masif memiliki panjang gelombang yang lebih pendek, sehingga semakin sulit untuk membedakan antara prediksi kuantum dan prediksi klasik. Meskipun kristal 16 mikrogram tersebut sebanding dengan massa sebutir pasir halus dan miliaran kali lebih berat daripada atom atau molekul tunggal, menjadikannya "kucing kuantum tergemuk" hingga saat itu. Tim Universitas Wina saat ini berupaya untuk memajukan eksperimen ini hingga mampu melibatkan materi biologis. Pencapaian ini menawarkan peluang untuk menyelidiki batas antara dunia kuantum dan klasik, serta berpotensi memberikan wawasan baru dalam pemrosesan informasi kuantum variabel kontinu dan metrologi.