Partikel Terkait Kuantum dengan Topologi Skyrmion



TL;DR
  • Partikel subatomik dapat dijelaskan sebagai eksitasi medan kuantum dengan konfigurasi stabil topologi skyrmion.
  • Skyrmion memiliki aplikasi dalam fisika materi terkondensasi dan dapat digunakan dalam perangkat penyimpanan data berkepadatan tinggi.
  • Penelitian terbaru menunjukkan bahwa topologi skyrmion dapat digunakan sebagai kerangka untuk mengklasifikasikan keadaan terkait kuantum.
Partikel Terkait Kuantum dengan Topologi Skyrmion - credit to: techexplorist - pibitek.biz - Fitur

credit to: techexplorist


336-280

pibitek.biz - Partikel subatomik bisa dijelaskan sebagai eksitasi dari satu medan kuantum. Ini adalah gagasan yang muncul pada awal 1960-an. Konsep ini tidak dipakai untuk tujuan awalnya.

Namun, ide skyrmion sebagai konfigurasi medan yang stabil secara topologi sangat berguna. Skyrmion bisa diterapkan di berbagai bidang, seperti fisika materi terkondensasi, akustik, dan optik. Di bidang-bidang ini, skyrmion muncul sebagai medan dan partikel yang terlokalisasi.

Peneliti dari Afrika Selatan dan China berhasil menunjukkan hal menakjubkan. Mereka bisa mengganggu pasangan partikel terkait kuantum yang terpisah secara spasial. Namun, sifat-sifat yang mereka bagi tetap sama.

Profesor Andrew Forbes bilang, "Keterkaitan antara foton kita bisa diubah-ubah, seperti tanah liat di tangan pembuat keramik. Tapi, saat proses pembentukan, ada fitur-fitur yang tetap ada". Topologi yang diteliti di sini disebut topologi skyrmion.

Di dunia fisika materi terkondensasi, skyrmion sangat dihargai karena kestabilan dan ketahanan terhadap gangguan. Skyrmion membawa kemajuan besar dalam perangkat penyimpanan data berkepadatan tinggi. Ilmuwan ingin melihat dampak yang sama dengan skyrmion terkait kuantum.

Penulis utama Pedro Ornelas, seorang mahasiswa S2 di laboratorium cahaya terstruktur, bilang, "Karya kami menunjukkan perubahan paradigma: topologi yang biasanya ada di satu dan lokal sekarang nonlokal atau dibagi antara entitas yang terpisah secara spasial". Isaac Nape, seorang peneliti bersama, bilang, "Berdasarkan konsep ini, peneliti menggunakan topologi sebagai kerangka untuk mengklasifikasikan atau membedakan keadaan terkait. Mereka berpikir bahwa perspektif baru ini bisa jadi sistem pelabelan untuk keadaan terkait, seperti alfabet".

"Mirip dengan cara bola, donat, dan borgol dibedakan berdasarkan jumlah lubang yang mereka punya, skyrmion kuantum kita bisa dibedakan berdasarkan aspek topologi mereka dengan cara yang sama". Tim peneliti melihat penemuan ini sebagai alat yang kuat, yang bisa membuka jalan untuk pengembangan protokol komunikasi kuantum baru. Protokol ini bisa memanfaatkan topologi sebagai alfabet untuk pengolahan informasi kuantum, terutama di saluran berdasarkan keterkaitan.

Penemuan ini penting karena peneliti menghadapi tantangan untuk menjaga keadaan terkait seiring waktu. Pelestarian topologi, bahkan saat keterkaitan memudar, membuka kemungkinan mekanisme pengkodean baru yang menggunakan keterkaitan, bahkan dalam skenario dengan keterkaitan minimal di mana protokol pengkodean tradisional bisa gagal.