Apa Itu Teori Kuantum? (1)

Teori Quantum adalah teori probabilistik murni: teori ini menggambarkan probabilitas bahwa suatu peristiwa tertentu akan terjadi pada waktu tertentu, tanpa menentukan kapan itu akan terjadi. Tidak seperti apa yang terjadi dalam Fisika Klasik, dalam Teori Kuantum, probabilitas memiliki nilai objektif yang esensial, dan tidak tunduk pada status pengetahuan subjek, tetapi, dengan cara tertentu;

Teori Quantum adalah salah satu pilar dasar Fisika saat ini. Ini adalah teori yang menyatukan formalisme matematika dan konseptual, dan mencakup serangkaian ide baru yang diperkenalkan sepanjang sepertiga pertama abad ke-20, untuk menjelaskan proses yang pemahamannya bertentangan dengan konsep fisik saat ini.

Oleh karena itu, gagasan yang mendukung Teori Kuantum muncul sebagai alternatif ketika mencoba menjelaskan perilaku sistem di mana aparatus konseptual Fisika Klasik tidak mencukupi. Artinya, serangkaian pengamatan empiris yang penjelasannya tidak dapat didekati melalui metode yang ada, memunculkan ide-ide baru.

Penting untuk menyoroti konfrontasi kuat yang muncul antara ide-ide Fisika Kuantum, dan ide-ide yang valid sampai saat itu, katakanlah Fisika Klasik. Ini menjadi lebih akut jika kita memperhitungkan keberhasilan eksperimen yang luar biasa yang telah mereka tunjukkan sepanjang abad ke-19, mendasarkan diri mereka pada dasarnya pada mekanika Newton dan teori elektromagnetik Maxwell (1865).

Begitulah tingkat kepuasan komunitas ilmiah sehingga beberapa fisikawan, termasuk salah satu yang paling terkenal dari abad kesembilan belas, William Thompson (Lord Kelvin), bahkan menyatakan:

Hari ini Fisika membentuk, pada dasarnya, keseluruhan yang sangat harmonis, keseluruhan yang praktis selesai! ... Masih ada "dua awan kecil" yang mengaburkan kemegahan ansambel ini. Yang pertama adalah hasil negatif dari percobaan perbedaan mendalam antara pengalaman dan Hukum Rayleigh-Jeans.

Hilangnya yang pertama dari "dua awan kecil" ini mengarah pada penciptaan Teori Relativitas Khusus oleh Einstein (1905), yaitu runtuhnya konsep absolut ruang dan waktu, tipikal mekanika Newton, sejak pengenalan "relativisme" dalam deskripsi fisik realitas. "Awan" kedua menurunkan badai ide-ide kuantum pertama, karena fisikawan Jerman Max Planck (1900).

Apa yang coba dijelaskan oleh Hukum Rayleigh-Jeans (1899), dengan cara yang tidak menguntungkan? Fenomena fisik yang disebut radiasi benda hitam , yaitu proses yang menggambarkan interaksi antara materi dan radiasi, cara materi bertukar energi, memancarkan atau menyerapnya, dengan sumber radiasi. Namun selain Hukum Rayleigh-Jeans ada hukum lain, Hukum Wien (1893), yang  berusaha menjelaskan fenomena yang sama.

Hukum Wien memberikan penjelasan eksperimental yang benar jika frekuensi radiasi tinggi, tetapi gagal untuk frekuensi rendah. Untuk bagiannya, Hukum Rayleigh-Jeans memberikan penjelasan eksperimental yang benar jika frekuensi radiasi rendah, tetapi gagal untuk frekuensi tinggi.

Frekuensi adalah salah satu karakteristik yang menentukan radiasi, dan secara umum setiap fenomena di mana gelombang terlibat. Frekuensi dapat diartikan sebagai banyaknya getaran per satuan waktu. Seluruh rentang frekuensi yang mungkin untuk radiasi di Alam terkandung dalam spektrum elektromagnetik , yang, tergantung pada nilai frekuensi yang dipilih, menentukan satu jenis atau jenis radiasi lainnya.

Pada tahun 1900, Max Planck meletakkan batu fondasi untuk pembangunan Teori Kuantum. Dia mendalilkan hukum (Hukum Planck) yang menjelaskan radiasi benda hitam secara terpadu, di seluruh spektrum frekuensi.