William D. Phillips mengubah cara kita mengukur dingin. Fisikawan Amerika kelahiran Wilkes-Barre, Pennsylvania, tahun 1948 ini tidak hanya mempelajari atom. Dia membekukannya. Karyanya menggunakan sinar laser untuk mendinginkan dan menjebak atom membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel Fisika tahun 1997. Dia berbagi kehormatan dengan Steven Chu dan Claude Cohen-Tannoudji, yang juga mengembangkan metode pendinginan laser dan perangkap atom.
Phillips menerima gelar doktor di bidang fisika pada tahun 1976. Ia melakukan penelitian pascadoktoral di MIT. Kemudian, pada tahun 1978, ia bergabung dengan Biro Standar Nasional di Gaithersburg, Maryland. Tempat itu sekarang menjadi Institut Standar dan Teknologi Nasional. Di sanalah ia melakukan penelitian pemenang penghargaan.
Dia mengembangkan karya Chu sebelumnya. Phillips mengembangkan metode baru untuk mengukur suhu atom yang didinginkan dengan laser. Pada tahun 1988, sesuatu yang mengejutkan terjadi. Ia menemukan bahwa atom mencapai suhu enam kali lebih rendah dari batas teoritis yang diperkirakan. Ini melanggar aturan yang dikenal saat itu.
Claude Cohen-Tannoudji menyempurnakan teori untuk menjelaskan hasil baru ini. Dia dan Phillips kemudian menyelidiki metode menjebak atom yang didinginkan hingga suhu yang lebih rendah. Pekerjaan mereka pada teknik pendinginan laser menghasilkan lebih dari sekadar mendinginkan suasana. Ini membuka pintu menuju keadaan materi yang baru.
Kondensat Bose-Einstein
Pintu inilah yang mengarah pada pengamatan pertama terhadap kondensat Bose-Einstein pada tahun 1995. Para ilmuwan telah meramalkan keadaan ini 70 tahun sebelumnya, ketika Albert Einstein dan Satyendra Nath Bose sedang berteori tentang hal ini.
“Dalam keadaan ini, atom-atom menjadi sangat dingin dan lambat sehingga mereka, pada dasarnya, bergabung dan berperilaku sebagai satu entitas kuantum tunggal.”
Pikirkan tentang itu. Atom biasanya memantul. Mereka berbeda. Individu. Dalam kondensat, mereka sangat dingin sehingga menyatu. Mereka berperilaku sebagai satu entitas kuantum tunggal. Ini jauh lebih besar daripada atom individu mana pun.
Ini bukan hanya trik laboratorium. Hal ini membuktikan bahwa mekanika kuantum, yang biasanya diperuntukkan bagi makhluk kecil dan cepat, dapat diamati dalam keadaan lambat, dingin, dan hampir makroskopis. Teknik yang disempurnakan Phillips dan rekan-rekannya memungkinkan atom melambat hingga merangkak.
Mengapa hal ini menjadi penting saat ini? Karena pengendalian suhu pada tingkat atom memungkinkan terjadinya presisi yang luar biasa. Ini mengarah pada jam atom yang lebih baik. Ini memungkinkan sensor yang lebih akurat. Ini membantu kita memahami dasar-dasar realitas.
Perjalanan Phillips dari sebuah kota kecil di Pennsylvania menuju puncak dunia fisika dimulai dengan sebuah pertanyaan sederhana: seberapa dingin suhu yang bisa Anda rasakan? Dan ternyata jawabannya lebih dingin dari yang diperkirakan siapa pun. Laser tidak hanya menghentikan atom. Ini mengubah apa yang kita pikir bisa dilakukan atom.
