Lubang cacing adalah bahan pokok fiksi ilmiah yang dapat mengirim pelancong melintasi galaksi tanpa harus khawatir tentang perjalanan 1.000 tahun atau penghalang jalan kosmik. Diprediksi oleh relativitas umum, objek-objek seperti itu masih bersifat teoretis — kecuali jika Anda magnet.
Konten terkait
- Akankah Astronot Bertahan dalam Perjalanan Antarbintang Melalui Wormhole?
- Fisika Aneh Dapat Membuat Kucing Tak Terlihat Terlihat
Trio ilmuwan di Universitat Autònoma de Barcelona telah membangun perangkat yang berfungsi sebagai semacam lubang cacing untuk medan magnet. Jika perangkat diletakkan di dalam medan magnet yang diterapkan, secara magnetis tidak terdeteksi. Dan jika medan magnet lain berjalan melalui lubang cacing, tampaknya meninggalkan ruang sama sekali, hanya muncul di kedua ujungnya.
Lubang cacing magnetik ini tidak akan memindahkan apa pun ke sistem bintang lain, tetapi dapat menawarkan jalur untuk membangun mesin pencitraan resonansi magnetik (MRI) yang tidak melibatkan pasien dalam tabung claustrophobic.
Menurut teori, lubang cacing mengerutkan jalinan ruang-waktu sehingga dua tempat yang jauh menjadi terhubung, dan perjalanan melalui terowongan tidak membutuhkan waktu sama sekali. Lubang cacing tidak benar-benar dilarang oleh fisika, karena mereka muncul dalam solusi tertentu dari persamaan relativitas Einstein, tetapi ada perdebatan sengit di antara fisikawan tentang apakah mereka mungkin di alam semesta kita. Pada saat yang sama, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa mungkin untuk membuat lubang cacing yang disederhanakan di lab yang akan memungkinkan gelombang elektromagnetik untuk melakukan perjalanan melalui terowongan yang tak terlihat.
Untuk membuat lubang cacing model mereka, profesor fisika Alvaro Sanchez dan timnya mulai dengan bola 3, 2 inci dari tembaga, itrium, oksigen dan karbon - paduan umum untuk superkonduktor komersial. Mereka mengelilinginya dengan lapisan plastik, dan menutupinya dengan lapisan tipis lain dari bahan feromagnetik.
"Kami mengelilinginya dengan 'metasurface' yang dirancang dengan cermat untuk membatalkan lapangan, " kata Sanchez.
Bola berlapis memiliki lubang di dalamnya, dan melalui itu para peneliti menempatkan tabung logam yang digulung yang juga bermagnet — secara efektif, magnet dipol kurus. Tim menyalakan medan magnet dan menempatkan seluruh peralatan di dalamnya, menggunakan nitrogen cair untuk mendinginkan bola dan mempertahankan superkonduktivitas dari paduan logam.
Biasanya, garis medan magnet yang mengelilingi superkonduktor bermagnet akan menekuk dan menjadi terdistorsi — tidak berbeda dengan distorsi ruang-waktu yang disebabkan oleh gravitasi yang kuat. Itu tidak terjadi. Sebaliknya, medan magnet di sekitarnya hanya melewati bola seolah-olah tidak ada apa-apa di sana.
Ilustrasi wormhole magnetik dan penampang yang menunjukkan lapisan di dalamnya. (Jordi Prat-Camps dan Universitat Autònoma de Barcelona) Langkah terakhir adalah menguji lubang cacing. Silinder bermagnet menunjukkan dua kutub sampai dikirim ke bola. Saat bergerak melalui perangkat, bidang silinder tampak mengedipkan mata, hanya muncul di mulut lubang cacing. Sementara silinder tidak bergerak lebih cepat dari cahaya, itu bergerak tanpa gangguan dan tidak terlihat antara dua wilayah ruang, memunculkan citra lubang cacing klasik.
Dan ketika silinder itu muncul dari ujung bola yang lain, hanya kutub yang mencuat yang terlihat, menciptakan ilusi monopole magnetik — sesuatu yang tidak benar-benar ada di alam.
Matti Lassas, seorang ahli matematika di University of Helsinki yang telah mempelajari jubah magnetik, mengatakan bahwa meskipun monopole ini adalah ilusi, ia masih dapat menawarkan wawasan tentang cara-cara monopole teoritis mungkin berperilaku. "Ini adalah cara membodohi persamaan, " katanya.
Dari sudut pandang praktis, demonstrasi menunjukkan bahwa Anda dapat melindungi medan magnet sehingga tidak saling mengganggu, kata Sanchez. Di sinilah aplikasi untuk mesin MRI masuk
Tubuh manusia sebagian besar air, yang mengandung atom hidrogen yang terbuat dari partikel yang lebih kecil yang disebut proton yang masing-masing berputar pada sumbu. Biasanya putaran ini disejajarkan secara acak. MRI bekerja dengan menghasilkan medan magnet yang kuat, yang membuat proton berbaris seperti pengarsipan besi. Mesin tersebut kemudian memancarkan gelombang radio di area yang akan dicitrakan, membuat proton tidak sejajar. Ketika mereka berayun kembali untuk menyelaraskan kembali dengan medan magnet, proton mengeluarkan gelombang radio, dan jaringan tubuh "bersinar" dalam panjang gelombang itu.
Untuk mengarahkan medan magnet yang kuat pada tubuh, mesin MRI saat ini melibatkan menempatkan pasien di dalam kumparan magnet raksasa yang didinginkan hingga suhu kriogenik. Mesin-mesin ini pada dasarnya adalah tabung yang mirip peti mati, yang banyak pasiennya merasa sesak dan memicu kecemasan. Sebaliknya, meregangkan bola menjadi bentuk kawat mungkin memungkinkan untuk mengarahkan bidang yang kuat, tanpa gangguan di bagian tubuh yang Anda inginkan tanpa membungkus pasien, kata Sanchez.
Selain itu, efek pelindung mungkin memungkinkan insinyur membangun MRI yang menggunakan banyak sensor, menggunakan frekuensi radio yang berbeda, dan melihat bagian tubuh yang berbeda semuanya secara bersamaan — tanpa gangguan. Berbagai frekuensi dapat digunakan untuk lebih jelas menggambarkan bagian-bagian tubuh yang lebih sulit untuk melihat ketika pasien berbaring tengkurap dengan tangan mereka di sisi mereka.
Mampu melindungi medan magnet, terutama jika seseorang dapat melakukannya di daerah kecil, juga dapat membantu dengan pencitraan saat melakukan operasi, kata Lassas. Dia mencatat bahwa biasanya Anda harus melepaskan logam apa pun dari sekitar MRI — ada beberapa kasus cedera saat benda logam tanpa pengaman melayang di seberang ruangan. Lebih dari itu, logam mengganggu pencitraan.
"Anda membawa sesuatu yang kecil, dan itu merusak citra, " katanya. "Jadi sekarang jika kamu memiliki wormhole magnetik ini, kamu memiliki tabung dan kamu dapat melewati semuanya tanpa mengganggu gambar. Mungkin seseorang bisa mendapatkan gambar dan melakukan operasi pada saat yang sama."
Aplikasi seperti itu merupakan jalan keluar, dan beberapa ahli di bidang ini masih skeptis bahwa perangkat akan berguna untuk lebih dari pemodelan teoritis. "Mereka tidak memberikan banyak detail dari desain [perangkat] mereka, jadi saya sedikit ragu untuk mendukung kesimpulan mereka, " kata Sir John Pendry, seorang profesor fisika di Imperial College London dan co-direktur dari Centre for Plasmonics & Metamaterial.
"Itu mengatakan, memang benar bahwa dengan memanipulasi permitivitas dan permeabilitas, beberapa distorsi topologi ruang yang luar biasa dapat disimulasikan, setidaknya sejauh bidang elektromagnetik yang bersangkutan."
