Fisika Kuantum atau Sains yang Serba Mungkin

Mistik Pagihari

“Suatu ketika hiduplah seorang wanita bernama Bright –dan ia berkelana melampaui kecepatan cahaya. Suatu hari ia berangkat, dengan kecepatan relatif terhadap waktu, dan kembali pada malam sebelum keberangkatan” (dalam Lawrence M. Krauss, Physics of Star Trek).

Di jaman ini, alias di era internet atau jaman cyberspace, sains tentulah tidak lagi eksklusif miliki komunitas para ilmuwan semata, di saat jagat informasi mudah diakses oleh siapa saja dengan hanya perlu jarak dari ujung jari-jemari tangan pada keyboard. Begitu pun, sedapat mungkin upaya mengkomunikasikan sains dapat diminimalisir dari dominasi rumus-rumus rumit matematis yang tak dijangkau publik luas, apalagi bagi mereka yang ingin membaca dalam rangka rehat dan mencari kesenangan di waktu luang, termasuk tentang yang berbau kuantum, sebagaimana esai singkat ini.

Baiklah kita mulai dengan pertanyaan yang umum dan sederhana yang lazimnya ingin diketahui orang tentang sesuatu: Apa itu teori kuantum, yang belakangan meramaikan jagat sains? Fisika kuantum awalnya dikembangkan oleh Max Planck untuk mengenali sifat atom. Mulanya, pengembangan kuantum dilakukan sebagai upaya untuk menjawab berbagai fenomena yang tidak mampu dijelaskan oleh Fisika Klasik yang dipelopori Sir Isaac Newton melalui teori gravitasinya yang terinspirasi dari musibah kecil saat ia tertimpa buah apel ketika tengah duduk di bawah pohon tersebut. Namun, seiring perkembangan waktu, teori ini justru menjadi fenomena baru yang mendorong ke arah fisika modern.

Demikianlah selanjutnya, seorang fisikawan jenius yang kemudian amat masyhur di abad ke-20, yaitu Albert Einstein, memperkenalkan teori relativitas yang awalnya berbentuk teori relativitas khusus (disebut khusus karena dibatasi oleh karakter tertentu agar dapat berlaku) menjadi teori relativitas umum. Teori relativitas umum mampu menjelaskan berbagai fenomena alam semesta terkait gravitasi dan menjawab pertanyaan mengenai “Orbital Merkurius” yang cenderung berbeda dengan planet-planet lainnya di tata-surya.

Tak disangka, fenomena teori relativitas memunculkan penjelajahan baru dan luas di bidang fisika dimana ukuran materi penelitian berada pada skala atomik. Sejumlah fisikawan lain pun, seperti Niels Bohr, Wolfgang Pauli, Erwin Schrodinger, Werner Heisenberg, kemudian memunculkan alias melahirkan ragam teori baru yang membuka cakrawala akan pemikiran pada skala atomik tersebut.

Seiring dengan perkembangan teori dan hasil penelitian di bidang kuantum inilah, para ilmuwan kuantum mendapati fakta yang sulit diterima akal sehat dimana energi kuantum mengandung unsur probabilistik, tidak memenuhi konsep separabilitas dan lokalitas. Dan Albert Einstein, sang jenius yang merupakan salah satu dedengkot atawa salah seorang pioneer penelitian kuantum itu pun, tidak bisa menerima kenyataan bahwa teori kuantum ternyata tidak bersifat deterministik sebagai ungkapannya yang masyhur: “Tuhan tidak sedang bermain dadu”.

Dan di kemudian hari, Albert Einstein pun menerbitkan makalah tentang percobaan imajiner dengan meminta kita membayangkan setumpuk serbuk mesiu, karena ketidakstabilan beberapa partikel, akan terbakar suatu ketika. Di sini, persamaan mekanika kuantum menjelaskan paduan antara sistem yang belum dan sudah meledak. Namun, kenyataannya, belum tentu seperti itu. Karena, sebagaimana dimaklumi, tidak ada kondisi perantara antara meledak dan belum meledak.

Syahdan, analogi serbuk mesiu tersebut ternyata mendorong alias memotivasi kuriositas Erwin Schrodinger mengeluarkan ide eksperimen yang ternyata lebih meyakinkan dibanding analogi serbuk mesiu-nya Albert Einstein. Dan berikut eksperimen imajiner ala Erwin Schrodinger itu:

“Anggaplah terdapat seekor kucing yang terkurung dalam ruang baja, bersama alat pencacah Geiger (pengukur radiasi ionisasi) yang diberi sedikit zat radioaktif yang sangat sedikit. Dalam satu jam, salah satu atom meluruh, tetapi juga kemungkinan tidak. Jika atom meluruh, tabung pencacah tersebut melepas muatan zat yang melalui relasi yang terhubung sehingga mendorong palu di dalam ruang baja untuk memecahkan tabung percobaan kecil berisi asam hidrosianida. Jika ruang baja tersebut dibiarkan selama satu jam, kita akan mengatakan bahwa kucing itu masih hidup jika saat itu tidak ada atom yang luruh. Fungsi-psi seluruh sistem tersebut akan menunjukkan hal ini dengan kucing mati dan hidup yang tercampur atau tumpang tindih di dalamnya.”

Eksperimen imajiner Erwin Schrodinger ini pun tak pelak lagi menjadi fenomena yang mengejutkan di dunia fisika karena mempertanyakan realitas teori kuantum yang cenderung tidak rasional terhadap dunia nyata. Berdasarkan pemahaman teori kuantum yang saat itu sedang berkembang, kucing akan berada pada kondisi hidup dan mati sekaligus sampai diamati kondisi yang sebenarnya terjadi pada kucing.

Dan seperti kita tahu, hingga saat ini, sebenarnya, belum pernah dilakukan eksperimen sesungguhnya yang berbentuk kucing, tikus, kelinci, atau bahkan kutu (yang biasanya hidup makmur di rambut lebat manusia dan bulu rimbun para binatang). Namun pemikiran Erwin Schrodinger tersebut telah mendorong eksperimen lain di bidang fisika kuantum untuk membuktikan karakter fisika kuantum sebenarnya berdasarkan rekonstruksi eksperimen-eksperimen imajiner yang dilakukan oleh Einstein dan Schrodinger.

Singkatnya, terdapat berbagai interpretasi atawa tafsir eksplanatif terhadap eksperimen analogi yang dilontarkan Erwin Schrodinger. Teori ini menimbulkan paradoks yang bahkan menimbulkan pemikiran ruang dan waktu yang bersifat paradoks pula, dimana setiap kejadian memiliki alternatif kejadian berikut yang berbeda. Pemahaman tersebut memungkinan seseorang memiliki berbagai alternatif jalan hidup dengan kombinasi cerita yang berbeda-beda.

Begitupun, Kucing Schrodinger acapkali dilibatkan dalam karya seni populer seperti komik, film, kartun, serial televisi, hingga sastra kontemporer. Dan dalam hal ini, kita barangkali hanya bisa berdoa, semoga kucing Schrodinger tetap baik-baik saja alias tidak mati atau terluka meskipun berkali-kali digunakan dalam eksperimen imajiner para ahli fisika, bahkan para penulis dan seniman.

Hak cipta © Sulaiman Djaya (2015)

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s