Ilmuwan Mekanika Kuantum dari Inggris, Prancis dan AS, Raih Nobel Fisika 2025

STOCKHOLM – Ilmuwan asal Inggris John Clarke, ilmuwan Prancis Michel Devoret, dan ilmuwan Amerika Serikat (AS) John Martinis memenangkan Hadiah Nobel Fisika 2025 pada Senin (7/10), atas “penemuan tentang terowongan mekanika kuantum makroskopik dan kuantisasi energi dalam rangkaian listrik.”

"Hadiah Nobel Fisika tahun ini telah memberikan peluang untuk mengembangkan teknologi kuantum generasi berikutnya, termasuk kriptografi kuantum, komputer kuantum, dan sensor kuantum," kata Komite Nobel Swedia dalam sebuah pernyataan.

Ketiga pemenangnya berdomisili di AS.

Hadiah Nobel fisika dianugerahkan oleh Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia dan mencakup jumlah hadiah sejumlah total 11 juta crown Swedia (1,2 juta dollar AS) yang dibagi di antara para pemenang jika ada beberapa, sebagaimana yang sering terjadi.

Hadiah Nobel didirikan atas wasiat Alfred Nobel, yang mengumpulkan kekayaan dari penemuan dinamitnya. Sejak tahun 1901, dengan beberapa kali interupsi, penghargaan ini setiap tahunnya mengakui pencapaian di bidang sains, sastra, dan perdamaian. Bidang ekonomi ditambahkan kemudian.

Fisika adalah kategori pertama yang disebutkan dalam wasiat Nobel, kemungkinan mencerminkan keunggulan bidang tersebut pada masanya. Saat ini, Hadiah Nobel Fisika tetap dianggap secara luas sebagai penghargaan paling bergengsi dalam disiplin ilmu tersebut.

Pemenang hadiah Nobel fisika sebelumnya termasuk beberapa tokoh paling berpengaruh dalam sejarah sains, seperti Albert Einstein, Pierre dan Marie Curie, Max Planck dan Niels Bohr, pelopor teori kuantum.

Penghargaan tahun lalu dimenangkan oleh ilmuwan AS, John Hopfield dan ilmuwan Inggris-Kanada Geoffrey Hinton atas terobosan dalam pembelajaran mesin yang memacu ledakan kecerdasan buatan, sebuah perkembangan yang juga membuat keduanya menyatakan kekhawatiran.

Sesuai tradisi, fisika adalah Nobel kedua yang dianugerahkan minggu ini, setelah dua ilmuwan Amerika dan satu ilmuwan Jepang memenangkan hadiah Nobel bidang kedokteran atas terobosan dalam memahami sistem kekebalan tubuh.

Mekanika kuantum

Para peraih Nobel tahun ini melakukan eksperimen dengan rangkaian listrik. Di sana, mereka mendemonstrasikan penerowongan mekanika kuantum dan tingkat energi terkuantisasi dalam sistem yang cukup besar untuk digenggam.

Mekanika kuantum memungkinkan sebuah partikel bergerak lurus melewati penghalang, menggunakan proses yang disebut penerowongan. Begitu sejumlah besar partikel terlibat, efek mekanika kuantum biasanya menjadi tidak signifikan.

Eksperimen para peraih Nobel menunjukkan bahwa sifat mekanika kuantum dapat dikonkretkan dalam skala makroskopis.

Pada tahun 1984 dan 1985, John Clarke, Michel H Devoret, dan John M Martinis melakukan serangkaian eksperimen dengan rangkaian elektronik yang terbuat dari superkonduktor, komponen yang dapat menghantarkan arus tanpa hambatan listrik.

Dalam rangkaian tersebut, komponen superkonduktor dipisahkan oleh lapisan tipis material non-konduktif, suatu pengaturan yang dikenal sebagai sambungan Josephson.

Dengan menyempurnakan dan mengukur berbagai sifat rangkaian mereka, mereka mampu mengendalikan dan mengeksplorasi fenomena yang muncul ketika arus mengalir melaluinya.

Bersama-sama, partikel bermuatan yang bergerak melalui superkonduktor membentuk sistem yang berperilaku seolah-olah mereka adalah satu partikel tunggal yang mengisi seluruh rangkaian.

Sistem seperti partikel makroskopis ini awalnya berada dalam keadaan di mana arus mengalir tanpa tegangan. Sistem terperangkap dalam keadaan ini, seolah-olah berada di balik penghalang yang tidak dapat dilewatinya.

Dalam eksperimen tersebut, sistem menunjukkan karakter kuantumnya dengan berhasil keluar dari keadaan tegangan nol melalui penerowongan. Perubahan keadaan sistem dideteksi melalui munculnya tegangan.

“Sungguh luar biasa dapat merayakan bagaimana mekanika kuantum yang telah berusia seabad terus menawarkan kejutan baru,” ujar Olle Eriksson, Ketua Komite Nobel Fisika.