CLICK HERE FOR BLOGGER TEMPLATES AND MYSPACE LAYOUTS »

06 Januari 2010

39. Kembali ke Kucing Schrodinger

Pengantar: Anda yang ingin memahami ABC teori tentang mekanika kuantum dipersilahkan membaca beberapa artikel terdahulu dari blog ini, seperti nomor 7, 9, 11, dan 19. Pemahaman ini akan mempermudah Anda memahami tulisan kali ini, yang melibatkan uraian dan pemerian tentang kuantum.

Teori Hawking tentang alam semesta bayi dan lubang cacing memakai kekuatan teori kuantum. Sebagai akibatnya, teori Hawking membuka kembali perdebatan yang masih belum terpecahkan tentang landasan teorinya tentang alam semesta dan lubang cacing. Gelombang fungsi Hawking tentang alam semesta tidak seluruhnya memecahkan masalah paradoks-paradoks teori kuantum; ia hanya mengungkapkan paradoks-paradoks ini menurut suatu cara baru yang mengejutkan.

Kita ingat, teori kuantum menyatakan bahwa setiap benda memiliki suatu fungsi gelombang yang mengukur probabilitas untuk menemukan benda itu pada suatu titik tertentu dalam ruang dan waktu. Teori kuantum juga menyatakan bahwa Anda tidak akan pernah mengetahui secara tepat keadaan suatu zarah kecuali kalau Anda melakukan suatu pengamatan. Sebelum suatu pengukuran diadakan, zarah itu bisa berada dalam satu dari beraneka ragam keadaan yang diperikan fungsi gelombang Shcrodinger. Jadi, sebelum suatu pengamatan atau pengukuran dibuat, Anda tidak bisa tahu secara persis keadaan zarah itu. Sesungguhnya, zarah itu ada dalam keadaan tidak bisa dipastikan, suatu jumlah dari semua keadaan yang mungkin ada, dan menjadi pasti atau jelas sesudah suatu pengukuran dibuat.

Menurut suatu penafsiran yang ketat dari teori kuantum, bulan, misalnya, sebenarnya tidak ada seperti yang kita tahu, sebelum kita mengamatinya. Sesungguhnya, bulan bisa berada dalam salah satu dari sejumlah keadaan yang tak terkira, termasuk keadaannya berada di langit, keadaannya yang meledak, atau sama sekali tidak ada di manapun dan dalam keadaan apa pun.  Hanyalah proses pengukuran dari melihat pada bulan itulah yang menentukan bahwa bulan sebenarnya mengitari bumi.

Penafsiran teori kuantum tadi diajukan petama kali oleh Niels Bohr dan Werner Heisenberg, tapi mendapat kritik-kritik. Para pengecamnya, termasuk Einstein,  menantang teori ini; sembari melibatkan persamaan gelombang Erwin Schrodinger, mereka bertanya, “Apakah seekor kucing mati atau hidup sebelum Anda melihatnya?”

Untuk menunjukkan betapa anehnya pertanyaan tadi, Schrodinger menempatkan seekor kucing imajiner dalam sebuah kotak. Kucing berhadapan dengan sebuah senapan, yang dihubungkan dengan sebuah pencacah Geiger, yang selanjutnya dihubungkan dengan sepotong uranium. Atom uranium itu tidak stabil dan akan mengalami pererasan radioaktif. Kalau sebuah inti uranium luruh, ia akan diambil pencacah Geiger; pencacah ini kemudian memicu senapan yang pelurunya akan membunuh kucing itu.

schrodingers_cat

Kucing (imajiner) Schrodinger: hidup atau mati? Dalam gambar ini, bukan senapan melainkan martil dipakai sebagai sarana untuk membunuh atau tidak membunuh kucing itu.

Untuk menentukan apakah kucing itu hidup atau mati, kita harus membuka kotak itu dan mengamati kucing itu. Akan tetapi, apa keadaan kucing itu sebelum kita membuka kotak itu? Menurut teori kuantum, kita hanya bisa menyatakan bahwa kucing itu diperikan oleh suatu fungsi gelombang yang memerikan jumlah total seekor kucing yang mati dan seekor kucing yang hidup.

Bagi Schrodinger, gagasan tentang berpikir mengenai kucing-kucing yang tidak mati dan juga tidak hidup adalah puncak absurditas (keanehan yang tidak masuk di akal, kemustahilan). Meskipun demikian, eksperimen-eksperimen mengukuhkan mekanika kuantum ini dan memaksa kita menerima kesimpulan ini. Masa kini, setiap eksperimen sudah mengukuhkan teori kuantum.

Bukan gejala keanehan perilaku subatomik tadi saja yang diketahui para fisikawan. Selama bertahun-tahun, mereka juga menjadi terbiasa dengan hal-hal “aneh” lainnya yang terjadi dalam mekanika kuantum. Hal-hal aneh ini menambah kerumitan mekanika kuantum.

Ada sekurang-kurangnya tiga cara utama bagi para fisikawan untuk menangani kerumitan yang timbul dalam mekanika kuantum. Pertama, kita bisa berasumsi bahwa Allah ada. Karena semua “pengamatan” menyiratkan seorang pengamat, maka harus ada suatu “kesadaran” dalam alam semesta. Beberapa orang fisikawan, seperti pemenang hadiah Nobel Eugene Wigner, bersikeras bahwa teori kuantum membuktikan adanya semacam kesadaran kosmik universal dalam alam semesta.

Cara kedua untuk menangani paradoks tadi lebih disukai kebanyakan fisikawan aktif – mengabaikan masalah ini. Kebanyakan fisikawan menunjukkan bahwa sebuah kamera tanpa kesadaran apa pun bisa juga membuat pengukuran; karena itu, mereka berharap masalah yang mengganjal tapi tidak bisa dihindari ini akan berlalu.

Sesungguhnya, sering dikatakan bahwa dari semua teori yang diajukan dalam abad ke-20, yang paling bodoh adalah teori kuantum. Bebeberapa orang mengatakan bahwa satu-satunya hal yang mengakibatkan teori kuantum dipertahankan ialah bahwa ia dengan cara apa pun selalu betul.

Akan tetapi, ada cara ketiga untuk menangani paradoks ini. Cara ketiga ini disebut teori tentang banyak dunia. Teori ini tidak disukai selama beberapa dasawarsa dalam abad ke-20 tapi kemudian dihidupkan lagi oleh fungsi gelombang alam semesta Stephen Hawking.

0 komentar: