Bisakah berkas laser berinteraksi dengan ruang kosong? Bisakah cahaya membelokkan dirinya sendiri? Ini bukanlah konsep fiksi ilmiah, tetapi efek kuantum nyata yang kini dimodelkan para ilmuwan dengan presisi luar biasa.
Fisikawan Inggris telah mengembangkan algoritma yang mampu menghitung bagaimana foton berenergi tinggi berinteraksi dengan partikel virtual dalam vakum. Partikel-partikel ini, yang diatur oleh hukum mekanika kuantum, terus-menerus muncul dan menghilang, secara efektif menciptakan lautan aktivitas.
Simulator yang dibuat dapat memprediksi efek kompleks yang muncul ketika cahaya melewati kristal dan area dengan medan magnet yang kuat. Algoritma ini dibangun ke dalam paket perangkat lunak OSIRIS, yang banyak digunakan dalam pemodelan laser berdaya tinggi.
Penelitian ini bukan hanya bersifat teoretis. Perhitungan ini menjadi dasar pengembangan laser berdaya tinggi dalam dekade berikutnya dan akan membantu mempelajari efek kuantum yang sebelumnya hanya diduga.
“Perhitungan ini penting tidak hanya dari sudut pandang akademis, tetapi juga karena dapat membantu mengkonfirmasi secara eksperimen efek kuantum yang hanya dapat kita duga sampai sekarang,” kata Profesor Peter Norreys dari Universitas Oxford.
Ternyata perilaku cahaya dalam vakum jauh dari sederhana. Pada energi tinggi, efek eksotis mulai muncul: foton dapat tersebar dari objek “tak terlihat”, menyimpang dari jalurnya, dan bahkan berinteraksi satu sama lain. Hal ini menimbulkan masalah, tetapi juga memberi para ilmuwan kesempatan untuk membuat penemuan baru, seperti penciptaan positron dan partikel antimateri lainnya.
“Algoritma kami telah membuka jendela ke dunia kuantum vakum. Kami telah mampu memodelkan semua fenomena kunci yang terjadi ketika berkas laser bertabrakan dalam kristal. Ini adalah awal dari jalan untuk memahami struktur yang lebih kompleks di dalam cahaya itu sendiri,” catat ilmuwan John Zyskin dari Oxford.
Vakum (dari bahasa Latin vacuum - kosong) adalah ruang bebas dari materi. Dalam teknologi dan fisika terapan, suatu medium dimaksudkan berada pada tekanan yang jauh lebih rendah daripada tekanan atmosfer.