Sebuah penelitian baru dan terbilang luar biasa dari University of California, Santa Barbara. Mereka melaporkan hasil pengamatan eksperimental pertama dari fenomena bumerang kuantum.

Fenomena tersebut seperti partikel dalam sistem yang tidak teratur, lalu ditendang keluar dari zonanya. Namun dapat berbalik kembali ke tempat asalnya.

“Ini benar-benar efek mekanika kuantum fundamental, dan tidak ada penjelasan klasik untuk fenomena tersebut.” Ucap fisikawan atom, sekaligus pemimpin tim peneliti David Weld.

Fisikawan Philip Anderson pertama kali meramalkan efek bumerang ini sekitar 60 tahun yang lalu. Pada saat itu, ia menggambarkannya sebagai perilaku yang diinduksi gangguan atau lokalisasi Anderson yang menghentikan elektron dari perpindahan ke zona lain.

Menurut peneliti lainnya Roshan Sajjad, “Gangguan tersebut terjadi karena ketidak sempurnaan dalam kisi atom pada suatu material. Baik itu pengotor, cacat, ketidakselarasan, atau gangguan lainnya.

Jenis gangguan ini membuat mereka tidak tersebar kemana-mana. Sebab, elektron yang awalnya menyebar akhirnya tetap berada di tempat tertentu. Elektron-elektron atom tersebut hanya meluncur di sepanjang kisi-kisi atom. Dan menjadi akhirnya bumerang kuantum tidak lebih seperti isolator daripada bahan konduktor.”

Fenomena ini masih kurang dipahami oleh para peneliti sampai sekarang karena pelacakan setiap elektron atom tidak mungkin untuk dilakukan.

Namun peneliti dari University of California cukup kreatif, mereka menggunakan gas yang mengandung 100.000 atom lithium ultra-dingin yang tersuspensi dalam gelombang cahaya berdiri. Kemudian menendang keluar beberapa atom tersebut.

Tendangan tersebut menciptakan kembali rotor tendangan kuantum. Hampir sama dengan pendulum yang ditendang secara berkala dan menciptakan kisi serta gangguan yang sesuai untuk menginduksi efek bumerang kuantum.

Semua aksi-reaksi tersebut terjadi di dalam ruang momentum yang mengacu pada metode menghindari kesulitan eksperimental tertentu tanpa mengubah teori fisika mendasar yang melekat pada objek.

“Dalam ruang normal, jika mencari efek bumerang. Langkah yang harus dilakukan adalah memberikan elektron dengan beberapa kecepatan yang terbatas dan kemudian mencari apakah itu kembali ke tempat yang sama. Percobaan berada di ruang momentum, kami mulai dengan sistem yang berada pada momentum rata-rata nol, dan kami mencari beberapa penyimpangan yang diikuti oleh kembalinya momentum rata-rata nol hingga menjadi nol.” Roshan Sajjad ketika menjelaskan fenomena bumerang kuantum. 

Efek bumerang akibat konsep sentral mekanika kuantum 

Pada saat pengujian melalui rotor yang ditendang kuantumnya, para peneliti menggerakkan kisi beberapa kali. Hal pertama yang mereka amati adalah pergeseran momentum rata-rata. Namun, seiring berjalannya waktu membuat pengembalian momentum kembali menjadi nol.

Menurut David Weld, fenomena tersebut merupakan perilaku yang sangat berbeda secara mendasar. Sebab, dalam sistem klasik “rotor yang ditendang dengan cara yang sama akan terus-terusan menyerap energi.

Pada akhirnya, eksperimen yang telah dilakukan tersebut dapat menunjukkan tendangan periodik dengan simetri pembalikan waktu, dan mengarah pada efek bumerang. Tetapi tendangan acak dapat menghancurkan simetri, sekaligus membatalkan efek bumerang.

Kedepannya, para peneliti ingin melihat lebih dalam efek bumerang kuantum dan hal menarik lainnya. Bisa jadi efek bumerang tersebut membawa ilmu pengetahuan ke dimensi yang lebih tinggi.