Kita sudah belajar banyak mengenai ketidakpastian dalam Teori Kuantum. Tapi benarkah kenyataannya seperti itu? Pasti banyak dari teman-teman yang berpikir hal yang sama. Tenang saja itu adalah hal yang wajar. Teman-teman tidak sendiri, banyak juga fisikawan yang menolak ide ketidakpastian ini. Sambil mendengarkan pendapat-pendapat mereka mari kita menggali lebih dalam mengenai sifat objek kuantum.
Salah satu fisikawan yang berdiri di garis terdepan yang menolak teori kuantum adalah Albert Einstein. Respon Einstein terhadap teori kuantum kelihatan campur aduk. Ada kalanya dia mendukung ide dan penemuan baru dalam perkembangan teori kuantum, namun ada juga saat ketika Einstein jelas-jelas menolak teori kuantum.
Pada 1924 sebelum teori rampung terbentuk, Einstein berjasa membuka jalan bagi teori kuantum dengan Teori Kuantum Cahaya/ Teori Foton. Namun di tahun yang sama, Einstein juga menolak solusi buatan Niels Bohr tentang paradoks bagaimana elektron tahu kapan mengemisikan energi.
Masih di tahun yang sama, kita dibuat bingung dengan sikap Einstein terhadap teori kuantum. Einstein saat itu memuji tesis buatan Satyendra Nath Bose. Einstein menyadari pentingnya ide dalam tesis ini dan menyuruh agar tesis ini dapat segera dipublikasikan. Dalam tesisnya itu, Bose menyatakan kalau elektron eksis dalam beberapa kondisi sekaligus dan juga kemungkinan berubahnya jumlah foton dalam atom. Observasi Bose ini yang kemudian menuntun kepada ditemukannya nilai spin dalam atom.
Niels Bohr menjadi salah seorang fisikawan besar setelah berhasil menyelesaikan dan mengajukan ide model atom baru ke publik. Mungkin oleh karena itu, Bohr diundang untuk mengikuti Konferensi Solvay tahun 1927. Konferensi Solvay ini bukan konferensi sembarangan, karena hanya bisa diikuti oleh fisikawan-fisikawan besar dari seluruh dunia. Bohr mengikuti Konferensi Solvay ini untuk memberikan penjelasan dan kuliah umum bertemakan “Foton dan Elektron”. Konferensi kali itu juga sebagai media bertukar pendapat di antara para fisikawan-fisikawan. Bohr sadar, dia harus bisa memanfaatkan kesempatan ini. Dia bersama dengan muridnya Heisenberg ingin menjelaskan dan menyebarkan ide tentang Teori Fisika Kuantum.
Konferensi Solvay di Belgia pada tahun 1927
Konferensi Solvay
Sama halnya dengan Einstein. Einstein juga memanfaatkan kesempatan ini. Dia ingin menyatakan ketidak setujuan-nya pada Bohr, khususnya mengenai Teori Ketidakpastian (uncertainty principlebuatan Heisenberg. Einstein ingin mengklarifikasi bahwa sesuatu yang namanya “ketidakpastian” itu tidak boleh dimasukkan ke dalam ilmu pengetahuan. Itu karena Einstein berpendapat bahwa dalam ilmu pengetahuan segala sesuatu itu adalah pasti.
Einstein vs Bohr
Ketidaksetujuan Einstein begitu nyata, sehingga Einstein kadang mengungkapkannya dengan kata-kata bernuansa lain, salah satu contohnya adalah, “Tuhan tidak pernah bermain dadu dalam menciptakan alam semesta.” “God does not play dice with the universe.” (sumber www.alberteinsteinsite.com/quotes). Jarang sekali seorang fisikawan sekaliber Einstein mengungkapkan hal-hal agamawiah kepada masyarakat umum. Tapi kali itu Einstein turut menyertakan perasaannya saat memberikan komentar.
Foto Einstein
Einstein tahu pasti apa yang mesti dilakukannya untuk menunjukkan kekurangan dari Teori Ketidakpastian (uncertainty principle). Dia harus membuat sebuah percobaan yang menunjukkan bahwa setiap benda dalam dunia mikro itu sifatnya pasti dan punya nilai konstanta tertentu. Di kemudian hari, ini lebih dikenal menjadi salah satu interpretasi dalam Teori Fisika Kuantum: Konstanta atau Parameter tersembunyi.
Kalau parameter atau nilai konstanta itu berhasil ditemukan, apa yang diutarakan oleh Einstein otomatis menjadi benar. Dengan kata lain Teori Ketidakpastian (uncertainty principle) menjadi tidak valid sekaligus menyatakan bahwa teori kuantum adalah teori yang belum sempurna.
Di artikel selanjutnya kita akan membahas tuntas “Percobaan Logika” pertama yang diajukan oleh Einstein untuk menyerang Fisika Kuantum. Tapi untuk memahaminya mari kita mendahuluinya dengan pembelajaran singkat. Kata kunci dalam memahami percobaan logika ini adalah “Ketidakpastian”.
Menurut Heisenberg, ketidakpastian itu ada 2 jenis, ketidakpastian subjektif dan ketidakpastian objektif. Ketidakpastian subjektif itu seperti kebetulan-kebetulan yang kita lihat dalam kehidupan sehari-hari. Kebetulan yang terjadi karena kurangnya data atau informasi yang mendukung. Misalnya saja dadu. Ketidakpastian mengenai berapa mata dadu yang akan keluar itu disebabkan karena kurangnya data pengukuran dadu. Secara teori kita dapat menyebutkaan berapa mata dadu yang akan keluar, namun diperlukan pengukuran tak berhingga. Namun rasanya itu mustahil dan tidak terlalu bermanfaat.
Lain halnya dengan ketidakpastian objektif. Ketidakpastian ini tidak terjadi karena kurangnya data atau informasi, namun betul-betul dikarenakan ketidakpastian yang absolut. Karena itulah muncullah hukum sebab akibat. Hukum ini dibuat untuk menghilangkan ketidakpastian objektif ini. Kalau ada ketidakpastian objektif yang muncul, pasti ada sebabnya. Sebabnya itulah yang harus dicari dan dihilangkan untuk mengeliminasi ketidakpastian itu.
Seperti yang sudah dituliskan sebelumnya, Einstein menyatakan tegas bahwa Fisika adalah ilmu pasti. Kalau ada akibat atau hasil, pasti ada sebabnya. Kalau akibat atau hasilnya tidak pasti atau terjadi kebetulan, tidak lain tidak bukan disebabkan oleh kurangnya data atau informasi. Tidak ada ketidakpastian objektif.
Di tahun 1926, tahun ketika Einstein menolak tegas teori kuantum, Einstein malah memuji formulasi mekanika gelombang buatan Schrodinger. Einstein menyatakan bahwa pencapaian yang dibuat oleh Schrodinger luar biasa, hanya dapat dibuat oleh seorang jenius. Einstein juga menyatakan bahwa pencapaian Schrodinger itu pasti memberikan dampak yang besar dalam perkembangan teori kuantum.
Tapi hingga akhir hidupnya, Einstein tetap menolak beberapa teori dalam teori kuantum. Misalnya Interpretasi Probabilitas dari fungsi gelombang dan teori ketidakpastian. Yang mana keduanya ini adalah Interpretasi Copenhagen yang disusun oleh Niels Bohr dan murid-muridnya di Copenhagen.
Memahami Poin Debat Einstein vs Bohr
Mengapakah celah ganda yang menjadi tersangkanya? Untuk dapat memahaminya, mari kita memperhatikan cara atau prosedur dalam mengukur perubahan momentum elektron.
Pertama, agar pengukuran bisa dilakukan seakurat mungkin, celah ganda harus dibuat sekecil mungkin, seringan mungkin, dan budah bergerak tanpa ada gesekan dari luar. Tentu saja mustahil untuk membuat celah semacam itu. Tapi kita biarkan dulu karena ini tidak menjadi pokok persoalan (namanya juga percobaan logika).
Kalau memang berniat membuat celah ganda yang ideal seperti deskripsi di atas, sudah barang pasti celah ganda itu bukanlah lagi objek makro. Dengan kata lain, celah ganda yang ideal itu harus sama seperti elektron yaitu objek mikro. Artinya celah itu sendiri tunduk pada hukum-hukum dalam fisika kuantum. Tunduk pula dalam teori ketidakpastian Heisenberg.
Kemudian kalau Einstein benar-benar ingin melakukan percobaan logika itu pun, yang pertama harus dilakukan adalah mendiamkan celah ganda. Tapi seperti yang sudah kita ketahui, inipun adalah hal yang mustahil. Semakin kita berusaha mendiamkan sebuah objek (memastikan posisinya), justru momentum objek itu yang semakin tidak pasti dan tidak terkendali. Jadi kesimpulannya tidak mungkin melakukan pengukuran perubahan momentum dan posisi elektron secara akurat.
Pada akhirnya terbuktilah bahwa Teori Ketidakpastian dan Fisika Kuantum yang benar. Albert Einstein pun harus lapang dada menerima kekalahannya.
Tapi Einstein tidak langsung menyerah begitu saja. Sepanjang hidupnya dia terus melakukan percobaan dan memikirkan cara untuk membuktikan kesalahan atau kejanggalan dalam Teori Ketidakpastian. Tahun 1933, Einstein pindah ke Amerika dan mengejutkan dunia dengan percobaan logika yang sama sekali baru beberapa tahun kemudian. Percobaan yang betul-betul baru, interpretasi yang juga baru. Kesempatan untuk mendalami dan melanjutkan penelitiannya ini pun terbuka luas bagi para fisikawan. Percobaannya itu lebih dikenal dengan Percobaan EPR atau EPR Paradox.
Written by Afandy
We are Creative Blogger Theme Wavers which provides user friendly, effective and easy to use themes. Each support has free and providing HD support screen casting.
0 comments:
Post a Comment