Konsep Mekanika Kuantum yang Harus Kamu Tahu!

Tahukah kamu pada konsep hukum mekanika klasik, benda-benda bergerak yang kita temukan sehari-hari memiliki posisi jelas pada waktu tertentu. Nah, berbeda halnya dengan benda-benda berukuran atom yang tidak menerapkan sepenuhnya aturan-aturan seperti itu. 

Misalnya mengenai posisi suatu benda ketika benda itu bergerak maka benda tersebut tidak berada pada satu titik tertentu, melainkan hanya ada pada probabilitas atau kemungkinan bahwa benda ada di suatu titik atau titik yang lain.

Sebelum adanya teori kuantum, cahaya dipahami sebagai gelombang, karena cahaya memiliki sifat-sifat seperti gelombang. Namun sejak dilakukannya pengamatan terhadap efek fotoelektrik oleh Einstein mengenai munculnya aliran listrik pada logam yang dikenai cahaya. 

Hal ini kemudian menimbulkan perdebatan bahwa cahaya memiliki sifat seperti partikel. Pada efek fotoelektrik ini, sebuah cahaya yang menabrak pelat logam akan menghasilkan elektron jika cahaya memiliki nilai frekuensi tertentu. Seberapapapun intensitas cahayanya, elektron tidak akan muncul kalau nilai frekuensinya tidak cukup.

Munculnya fenomena  terjadi jika cahaya dianggap sebagai partikel yang membawa paket-paket energi bukan sebagai gelombang. Paket energi ini dianggap sebagai partikel cahaya atau disebut foton. 

Besar energi ini menentukan seberapa cepat elektron bergerak. Karakter foton yang bisa berlaku sebagai gelombang dan partikel inilah yang menjadi salah satu dasar dari fisika kuantum.

Terdapat beberapa gagasan klasik yang diyakini oleh para fisikawan klasik yang kemudian diragukan oleh para fisikawan modern. Teori kuantum sendiri lahir didasarkan oleh adanya berbagai ketidaklengkapan dalam penjelasan fisika klasik pada skala kecil. Dari sini para ilmuwan sudah mulai menyadari bahwa ada yang kurang dari penjelasan fisika klasik. Akhirnya banyak fisikawan yang kemudian meneliti konsep mengenai mekanika kuantum.

• Diawali dengan "bencana ultraviolet" menjelang akhir abad ke 19. Max Planck berhasil menemukan rumusan sederhana tentang radiasi benda hitam untuk mengatasi masalah bencana ultraviolet ini. Penemuan inilah yang mendasari lahirnya fisika kuantum di awal abad 20.
• Kemudian pada waktu yang bersamaan, Albert Einstein mengirimkan makalah kepada Planck yang berisi gagasan efek fotolistrik pada tahun 1905. Gagasan Einstein inilah yang membuktikan rumusan sederhana Planck dan membuktikan bahwa cahaya berperilaku sebagai partikel.
• Setelah itu,Fisikawan asal Amerika Serikat bernama Arthur Compton turut ikut andil dalam membuktikan bahwa cahaya mempunyai dua perilaku yaitu partikel dan gelombang.
• Selanjutnya disusul oleh Louis de Broglie yang berhasil merumuskan momentum linier sebuah gelombang. Hal ini yang menjadikan sebuah gelombang dapat berperilaku juga sebagai partikel.
• Pada tahun 1924, Wolfgang Pauli muncul dengan konsep larangannya. Larangan yang tidak mengijinkan dua buah elektron atau lebih memiliki empat bilangan kuantum yang sama (alamat elektron pada atom).
• Beberapa bulan kemudian, Erwin Schrodinger berhasil menemukan gagasan yaitu persamaan gelombang. Namun gagasan tersebut masih belum berhasil memberikan maksud yang jelas tentang persamaan gelombang yang ditemukannya.
• Misteri persamaan Schrodinger akhirnya terpecahkan saat Max Born mempublikasikan gagasannya tentang probabilitas gelombang.

Meskipun terjadi persetuan antara fisikawan karena perbedaan pendapat pada waktu itu, tapi akhirnya mereka dapat disatukan dalam sebuah Konferensi Solvay yang digagas oleh Ernest Solvay membahas gagasan baru untuk menggantikan gagasan klasik yang mulai diragukan dengan Ilmu yang dinamakan Mekanika Kuantum atau Fisika Kuantum.

Nah kira-kira konsep menarik apa saja si yang ada di mekanika kuantum? Yuk simak 

• Mekanika kuantum merupakan  cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tingkatan sistem atom dan subatom. Sistem ini dapat berada dalam superposisi kuantum pada keadaan yang berbeda.
• Dasar dari mekanika kuantum menjelaskan bahwa energi itu tidak kontinu, tetapi diskrit yaitu berupa paket atau kuanta. Konsep inilah yang cukup diperdebatkan karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkelanjutan atau kontinu.
• Pada mekanika kuantum semua hal termasuk partikel digambarkan sebagai Fungsi gelombang. Dimana gelombang yang ada pada fisika kuantum bukanlah hal fisik seperti gelombang yang kita ketahui umumnya melainkan berbentuk abstrak matematis. Melalui sifat gelombang ini memungkinkan kita untuk menentukan probabilitas letak distribusi partikel karena di level kuantum kita tidak lagi mampu memperhatikan detail eksak.
• Fisika kuantum mengungkapkan fakta bahwa atom itu terbentuk oleh pusaran energi yang memancarkan energinya masing-masing. Sehingga dalam mekanika kuantum tidak ada partikel atau gelombang, melainkan hanya ada sesuatu yang berupa partikel sekaligus gelombang.

Kalian pasti tidak menyadari kalau manfaat mekanika kuantum sudah kita rasakan sehari-hari ya.  Berikut penerapannya dalam teknologi saat ini.

1. Komputer dan smartphone