Para pemenang Hadiah Nobel yang hebat itu pendek dan cepat

“Ada banyak ruang di bawah sana.” Demikian pernyataan fisikawan Richard Feynman pada tahun 1959, yang menggembar-gemborkan bidang baru dalam nanofisika: studi tentang hal-hal yang sangat kecil.

Kutipan Feynman melekat pada saya minggu lalu setelah Hadiah Nobel Fisika dianugerahkan kepada tiga ilmuwan yang menemukan cara menghasilkan semburan sinar laser yang panjangnya hanya sepersejuta triliun detik, cukup cepat untuk melacak pergerakan sinar laser. . Elektron dalam reaksi kimia.

Keesokan harinya, Hadiah Nobel Kimia diberikan kepada tiga ilmuwan yang telah mempelajari cara menyusun atom menjadi titik-titik kuantum, gumpalan yang sangat kecil sehingga dianggap tidak berdimensi sama sekali.

Penghargaan ini merupakan pengingat betapa terputusnya hubungan kita sebagai manusia dengan skala proses terpenting yang terjadi di alam.

Saya menghabiskan sebagian besar karir saya menulis tentang hal-hal dalam skala yang lebih besar, khususnya alam semesta, di mana waktu diukur dalam berabad-abad dan jarak dalam tahun cahaya, dan setiap tahun cahaya mencakup 6 triliun mil. Siklus hidup bintang diukur dalam jutaan atau milyaran tahun. Menurut beberapa perkiraan, lubang hitam mungkin ada, memakan banyak sekali, selama 10^100 tahun.

Namun, atom diukur dalam pecahan nanometer, sekitar 11 miliar inci. Menurut rekan saya Carl ZimmerAda satu miliar miliar miliar atom dalam tubuh saya, dikelompokkan menjadi sekitar 37 triliun sel yang melakukan semua pekerjaan untuk membuat saya tetap hidup dan sadar.

Reaksi kimia diukur dalam totodetik; Memang aman, namun berisiko, untuk mengatakan bahwa mungkin ada sebanyak satu juta triliun reaksi kimia yang terjadi setiap detik di masing-masing dari 37 triliun sel yang ada pada diri saya. Mengatakan “Saya mengandung banyak orang” adalah pernyataan yang meremehkan.

Angka membuatku pusing dan lelah. Bagaimana Anda bisa melacak begitu banyak hal yang terjadi begitu cepat, semua diatur oleh mekanika kuantum, aturan umum untuk hal-hal yang sangat kecil, yang dengannya segala sesuatu bisa berada dimana saja sampai Anda mengukurnya?

Kecelakaan kuantum terjadi setiap saat. Mengapa saya tidak menghilang begitu saja dalam hiruk-pikuk kuantum seperti kucing Schrödinger, hidup dan mati pada saat yang bersamaan? Saya hanya dapat menyimpulkan bahwa ada keamanan dan stabilitas dalam angka-angka astrologi yang membentuk kita. Mungkin jumlah yang besar merupakan benteng melawan ketidakpastian kuantitatif. Jadi inilah saya – saya rasa.

Kita manusia terjebak di tengah-tengah skala kosmik — pada ketinggian rata-rata, yaitu seperseratus dari sepersejuta (10^-24) ukuran alam semesta yang dapat diamati, dan dengan rentang hidup rata-rata hanya beberapa oktiliun attodetik. Satu attodetik adalah suatu keabadian dibandingkan dengan masa hidup Higgs boson yang sulit dipahami, sebuah partikel subatom yang ada selama seperseribu attodetik sebelum membusuk.

Menurut ahli astrofisika, salah satu peristiwa paling dramatis dan mendasar di alam semesta, yang dikenal sebagai inflasi, hanya membutuhkan seperseratus quiktosecond (10^-32 detik) setelah waktu mulai membentuk ruangwaktu serta partikel dan gaya yang akan membentuknya. menghuninya.

Feynman, masih ada skala waktu dan jarak yang lebih pendek sebelum kita mencapai batas akhir yang ditentukan oleh fisika kuantum: panjang Planck, 10^-33 sentimeter, dan waktu Planck, 10^-43 sentimeter per detik. Keduanya diberi nama setelah fisikawan Jerman Max Planck, yang membuat terobosan yang mengarah pada mekanika kuantum.

Dengan lebih banyak energi, uang, dan kreativitas, sains mungkin melanjutkan perjalanannya melintasi ruang angkasa hingga batasnya, bahkan ketika kita mencapai bintang. Dunia di bawah dan di dalam kuku kita bisa sama menarik dan menggetarkannya seperti pemandangan yang terbentang di atas kita setiap malam.