Bintang Magnetik Buktikan Prediksi Fisika Kuantum Usia 90 Tahun

Pengamatan terhadap bintang meninggal nan sangat bermagnet memberikan bukti terkuat hingga saat ini untuk pengaruh kuantum asing nan membikin ruang kosong mengubah langkah sinar merambat.(NASA/Pablo Garcia)

RUANG angkasa sunyi udara rupanya tidak sepenuhnya kosong melompong. Penemuan terbaru dari studi sinyal bintang mati nan sangat kuat memberikan bukti terkuat hingga saat ini medan magnet ekstrem dapat mengubah sifat ruang hampa. Kondisi ini membikin ruang nan tampak kosong bertindak layaknya prisma saat dilintasi oleh cahaya.

Hasil pengamatan nan dipimpin Rachael Stewart, seorang mahasiswa pascasarjana fisika di George Washington University, mengonfirmasi kejadian asing nan pertama kali diprediksi sekitar 90 tahun lalu.

"Informasi nan kami peroleh dari mengawasi inti bintang nan jauh ini memberikan petunjuk tentang prinsip dari realitas nan kita ketahui, dan menurut saya itu sangat luar biasa," kata Stewart dalam sebuah pernyataan resmi.

Gagasan tentang ruang sunyi ini bermulai pada 1936, ketika fisikawan Jerman Werner Heisenberg berbareng muridnya, Hans Euler, mengusulkan asumsi ruang angkasa tidak pernah betul-betul kosong. Menurut teori fisika kuantum tersebut, ruang sunyi sebenarnya dipenuhi oleh "partikel virtual", seperti partikel dan pasangan antimaterinya, positron, nan terus bermunculan dan menghilang secara konstan.

Dalam kondisi normal, gejolak subatomik ini tidak terlihat mata manusia maupun instrumen biasa. Namun, teori fisika kuantum memprediksi ketika ruang sunyi terpapar medan magnet nan sangat kuat, lintasan gelombang sinar bakal terpengaruh. Gelombang sinar tersebut bakal terpolarisasi secara kuat ke satu arah tertentu, sebuah pengaruh nan dikenal dalam bumi fisika sebagai vacuum birefringence alias pembiasan dobel vakum.

Untuk menguji prediksi tersebut di alam nyata, para intelektual mengawasi objek paling ekstrem di jagat raya berjulukan magnetar. Magnetar merupakan jenis bintang neutron, ialah sisa-sisa inti padat dari bintang besar nan telah meledak. Objek ini memadatkan massa nan lebih besar dari Matahari ke dalam wilayah berdiameter setara ukuran kota, serta mempunyai medan magnet triliunan kali lebih kuat daripada medan magnet Bumi.

Tim peneliti internasional memfokuskan pengamatan pada magnetar berjulukan 1E 1547.0-5408 menggunakan instrumen Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) milik NASA, berbareng teleskop NICER dan teleskop radio Murriyang di Australia.

Dari hasil pengamatan berdurasi lebih dari 140 jam tersebut, para peneliti menemukan  tingkat polarisasi sinar-X nan dipancarkan magnetar tersebut nyaris tiga kali lebih kuat daripada nan diperkirakan model standar. Sinyal polarisasi nan terukur secara konsisten ini menjadi bukti paling konkret medan magnet ekstrem bintang meninggal tersebut telah membiaskan ruang sunyi di sekitarnya.

Temuan nan telah dipublikasikan dalam jurnal Nature ini tidak hanya mengonfirmasi teori nan digagas Heisenberg nyaris satu abad lalu, tetapi juga membuktikan ruang sunyi alam semesta merupakan wadah bergerak nan terus bergolak pada tingkat kuantum. (space/Z-2)