Kita hidup di alam semesta tiga dimensi dengan tiga dimensi spasial dan satu waktu tambahan. Namun percobaan dua kelompok ilmuwan menunjukkan bahwa keberadaan dimensi spasial keempat memang dimungkinkan dan tidak terbatas pada arah sederhana atas dan bawah, kiri dan kanan, serta maju dan mundur.
Harus segera diperhitungkan bahwa kesimpulan semacam itu bertentangan dengan hukum fisika terkenal, didasarkan pada perhitungan yang sangat kompleks, sebagian eksperimen teoretis dan menggunakan hukum mekanika kuantum.
Dengan membandingkan hasil pengamatan dari dua media dua dimensi yang dibuat secara khusus, dua tim ilmuwan independen dari Eropa dan Amerika Serikat dapat menemukan jalan ke dimensi spasial keempat, menghasilkan apa yang disebut efek Hall kuantum - fenomena konduktivitas gas dua dimensi pada suhu rendah di medan magnet yang kuat.
“Secara fisik, kami tidak memiliki ruang 4 dimensi, tetapi kami dapat mencapai efek Hall kuantum 4 dimensi dengan sistem dimensi rendah karena sistem dimensi tinggi dikodekan dalam struktur kompleksnya,” kata Makael Rechtsman, profesor di Universitas Pennsylvania.
"Kami mungkin dapat menemukan fisika baru di dimensi yang lebih tinggi dan kemudian membuat perangkat yang memiliki keunggulan ini di dimensi yang lebih rendah."
Dengan kata lain, objek 3D menampilkan bayangan 2D sehingga Anda dapat menebak bentuk objek tersebut. Mengamati beberapa sistem fisik tiga dimensi yang nyata, kita dapat memahami sesuatu tentang sifat empat dimensinya, karena menurut fisikawan, benda tiga dimensi dapat berupa bayangan dari benda empat dimensi yang muncul dalam dimensi yang lebih rendah. Semua ini dapat mengarah pada beberapa penemuan mendasar baru dalam sains.
Berkat perhitungan yang sangat canggih, di mana Hadiah Nobel dianugerahkan pada tahun 2016, sekarang kita tahu bahwa efek Quantum Hall menunjukkan keberadaan dimensi keempat di ruang angkasa. Eksperimen terbaru oleh dua tim fisikawan, yang diterbitkan di jurnal Nature, memberi kita contoh efek yang dapat dimiliki dimensi keempat ini.
Sebuah tim ilmuwan Eropa mendinginkan atom hingga mendekati nol absolut dan menggunakan laser untuk menempatkannya dalam kisi dua dimensi. Dengan menerapkan "pompa" kuantum untuk merangsang atom yang terperangkap, fisikawan telah memperhatikan variasi kecil dalam gerakan yang sesuai dengan manifestasi efek Hall kuantum 4D, yang menunjukkan bahwa dimensi keempat ini dapat diakses.
Video promosi:
Tim fisikawan Amerika juga menggunakan laser, tetapi untuk mengontrol cahaya yang melewati blok kaca. Dengan mensimulasikan efek medan listrik pada partikel bermuatan, para ilmuwan juga dapat mengamati efek dari efek 4D quantum Hall.
Menurut para ilmuwan, kedua eksperimen tersebut saling melengkapi dengan sempurna.
Tentu saja, kita tidak memiliki akses fisik ke dunia empat dimensi ini (karena kita terjebak dalam ruang tiga dimensi), tetapi para ilmuwan percaya bahwa melalui mekanika kuantum kita dapat mempelajari lebih lanjut tentang ruang empat dimensi dan memperluas pengetahuan kita yang terbatas tentang alam semesta.
Untuk kejelasan, sebaiknya tonton video di bawah ini. Ini menunjukkan bagaimana karakter dari platformer 2D tiba-tiba menemukan dirinya di dunia 3D. Menurut perspektif kita, tampaknya kita masih berada di dunia dua dimensi, tetapi saat kita bergerak di dalamnya, kita akan melihat beberapa distorsi ruang, karena dunia tiga dimensi akan ditumpangkan pada bidang dua dimensi. Para ilmuwan telah melihat distorsi serupa dalam eksperimen yang dijelaskan di atas. Merekalah yang menunjukkan keberadaan ruang empat dimensi, yang tidak dapat kita lihat secara fisik, tetapi efeknya ditumpangkan pada bidang tiga dimensi kita.
Terlepas dari kenyataan bahwa secara fisik kita tidak dapat memasuki ruang empat dimensi, kita telah menerima bukti keberadaannya dan gambaran yang lebih jelas tentang cara kerjanya. Para ilmuwan, pada gilirannya, ingin menggunakan hasil pengamatan ini untuk analisis yang lebih rinci. Siapa tahu, mungkin dalam penelitian selanjutnya mereka akan dapat membuat penemuan lain.
Nikolay Khizhnyak
