Physics World memberi penghargaan pada 10 riset yang dianggap telah memberikan terobosan terpenting dalam fisika selama kurun waktu 2010.
1. Keberhasilan menangkap antihidrogen
Antihidrogen terbuat dari antiproton dan antielektron (positron). Meskipun mudah untuk membuat antiproton dan positron, tapi membuat antrihidrogen sangat sukar. Pertama kali antihidrogen berhasil diisolasi adalah pada tahun 1995, juga di CERN, tapi usia antihidrogen dalam isolasi tersebut terlalu pendek untuk dapat diinvestigasi. Eksperimen The Alpha berhasil menyimpannya selama 170 mikrodetik, sebuah waktu yang sangat singkat dalam kehidupan kita tapi lebih dari cukup bagi fisikawan untuk menginvestigasi spektrum energi antiatom tersebut.
Antihidrogen seharusnya memiliki sifat fisika identik dengan hidrogen. Oleh sebab itu, mereka ingin mengukur spektrum energi antihidrogen dan membandingkannya dengan hidrogen. Jika terdapat perbedaan, maka terdapat pelanggaran simetri CPT (Charge-Parity-Time). Pelanggaran simetri CPT ini adalah salah satu kata kunci untuk menjelaskan sebuah misteri besar Alam Semesta: kenapa saat ini jumlah antipartikel jauh lebih sedikit daripada jumlah partikel.
Apakah sudah diukur energi spektrumnya? Belum, itu menjadi pekerjaan berikutnya dari proyek ini. Grup ASACUSA, bagian dari lembaga riset nasional Jepang RIKEN, telah merancang eksperimen khusus untuk mengukur energi spektrum antipartikel.
2. Tidak ada atmosfer di salah satu eksoplanet
Tim astronomi Kanada dan Jerman melakukan pengamatan langsung spektrum atmosfer sebuah planet yang terletak di luar Tata Surya (eksoplanet). Meskipun planet ini tidak menunjukkan tanda-tanda kehidupan, tapi teknik pengukuran ini menjadi kemajuan penting untuk mencadi kehidupan di eksoplanet2 lain di Alam Semesta.
3. Efek kuantum terlihat pada objek tampak
Eksperimen kucing Schroedinger: apakah si kucing hidup atau mati? Paradoks ini segera terjawab karena tim fisikawan dari University of California berhasil mengamati perilaku kuantum yang sesungguhnya pada sebuah objek makro yang dapat dilihat dengan mata telanjang.
Mereka mengurangi amplitudo vibrasi resonator dengan cara mendinginkan resonator tersebut sampai di bawah 0,1 K. Hasilnya, terciptakan keadaan superposisi antara ada eksitasi dan tidak ada eksitasi pada resonator. Inilah pertama kali pengamatan superposisi dapat dilakukan dan teknik eksperimen ini adalah kunci awal untuk menyibak misteri perbatasan antara dunia klasik dan kuantum.
4. Menyembunyikan objek-objek besar dari cahaya tampak
Dua tim yang bekerja secara terpisah telah membuat “jubah” untuk menyembunyikan benda dari cahaya tampak. Tim pertama, MIT dan NUS, berhasil menyembunyikan objek dua dimensi berukuran milimeter. Sedangkan tim kedua, University of Birmingham, Imperial College dan Technical University of Dernmak, berhasil menyembunyikan objek tiga dimensi berukuran milimeter. Tidak seperti jubah-jubah lainnya yang menggunakan metamaterial buatan, kedua tim ini menggunakan kristal kalsit alami sebagai bahan jubahnya.
5. Laser suara pertama
Dua grup terpisah berhasil membuat laser fonon untuk pertama kalinya. Laser suara ini dapat memancarkan gelombang suara koheren yang analog dengan laser biasa yang memancarkan gelombang cahaya koheren. Grup pertama dari University of Nottinghan dan grup kedua dari Caltech. Suara dapat merambat nyaris pada semua jenis material, sehingga laser suara ini dapat digunakan untuk mencitrakan tiga dimensi dari struktur nano.
6. Kondensasi Bose-Einsten untuk cahaya
Kondensasi Bose-Einstein (BEC, Bose-Einstein condensation) adalah sebuah keadaan gas yang terdiri dari partikel-partikel boson (partikel dengan spin integer 0, 1, 2, 3, dst.) pada temperatur nyaris nol Kelvin. Partikel-partikel ini tidak bergerak sehingga memberikan wujud baru pada gas. Keadaan ini berbanding terbalik dengan plasma.
Banyak eksperimen telah membuktikan fenomena ini pada gas-gas yang terdiri dari molekul yang memiliki spin integer seperti Helium-4 (spin 0). Namun, tim dari University of Bonn berhasil melakukannya untuk cahaya untuk pertama kalinya. Cahaya adalah partikel boson yang paling mudah ditemui, tapi cahaya terlalu mudah untuk berinteraksi dengan materi sehingga sulit untuk mengkondensasinya. Teknik yang dilakukan oleh tim ini menjadi begitu penting untuk meningkatkan performansi sel surya.
7. Relativitas dengan sebuah sentuhan manusia
Tim National Institute of Standards and Technology (NIST) telah menunjukkan kepada kita wajah manusia dari relativitas. Mereka menggunakan dua jam optik identik paling akurat di dunia. Jam pertama diangkat hanya 33 cm di atas jam kedua, hasilnya: jam pertama bergerak lebih cepat! Kemudian, mereka menggerakkan jam pertama 35 km/jam relatif terhadap jam kedua, hasilnya: jam pertama bergerak lebih lambat. Inilah eksperimen pembuktian teori relativitas Einstein dengan jarak dan kecepatan manusiawi.
8. Menuju kehadiran jarak-jauh ala Star Wars
Hologram Putri Leia berkomuniasi dengan Obi-wan Kenobi, sebuah teknologi kehadaridan jarak-jauh yang menjadi impian di kalangan ilmuwan. Tim dari University of Arizona dan Nitto Denko Technical Corporation sepertinya satu langkah di depan untuk menghadirkan teknologi ini ke peradaban manusia. Mereka telah berhasil membuat hologram real time dan dinamis dari layar polimer fotorefraktif (yang juga mereka buat sendiri) yang merespons sangat cepat terhadap sinar laser.
9. Proton ternyata lebih kecil daripada yang kita bayangkan
Proton telah diukur berulang-ulang selama 90 tahun terakhir sehingga fisikawan begitu yakin ukurannya. Tapi, tahun ini grup dari Max Planck Institute for Quantum Optics menemukan bahwa proton 4% lebih kecil daripada ukuran yang telah diyakini sebelumnya. Mereka menggunakan hidrogen muonik (muon menggantikan elektron dalam atom hidrogen) dalam eksperimennya. Jika ukuran yang mereka usulkan benar, maka para fisikawan harus berpikir ulang bagaimana menerapkan teori elektrodinamika kuantum, atau bahkan mungkin teori itu sendiri butuh perbaikan besar-besaran!
10. CERN telah sampai pada hamburan 7 TeV proton-proton
Sebuah proses yang panjang dan melelahkan, namun sekarang mereka semakin dekat dengan kondisi awal Alam Semesta sesaat setelah dentuman besar terjadi. Kita tunggu saja hasilnya…
