Mohon tunggu...
Ricky Hamanay
Ricky Hamanay Mohon Tunggu... Penulis - Yuditya Hamdani Hamanay

Penulis sains amatir

Selanjutnya

Tutup

Edukasi Pilihan

Mengenal Fisika Kuantum

19 Juni 2021   18:10 Diperbarui: 19 Juni 2021   18:49 339 3 0 Mohon Tunggu...
Lihat foto
Mengenal Fisika Kuantum
Sumber; thoughtco.com

Fisika kuantum adalah ilmu fisika yang berurusan dengan perilaku materi dan energi pada skala atom dan partikel berskala subatomik. Secara umum istilah fisika kuantum sering dipertukarkan atau diganti dengan beberapa sinonim seperti mekanika kuantum atau teori kuantum. Ketiga istilah tersebut mengarah pada hal yang sama, namun dalam beberapa keadaan bisa menjadi berbeda.

Ketika membahas mengenai periodisasi, istilah fisika kuantum berperan sebagai payung yang melingkupi semua sub-bidang dalam ilmu fisika yang berhubungan dengan kuantum, sedangkan mekanika kuantum merujuk pada teori kuantum pertama yang dicetus oleh Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, dkk., hingga teori kuantum modern yang dikembangkan Erwin Schrodinger, Werner Heisenberg, Max Born, dkk. Kemudian, teori kuantum generasi berikutnya yang melibatkan teori relativitas khusus Einstein disebut teori medan kuantum -- kadang sering disebut juga sebagai teori kuantum relativistik.

Dalam kasus lain justru terjadi hal sebaliknya; fisika kuantum menjadi istilah yang digunakan untuk membedakannya dari kimia kuantum, sedangkan mekanika kuantum bertindak sebagai dasar atau landasan, bukan hanya untuk kedua bidang tersebut tetapi juga untuk bidang lain seperti; teknologi kuantum, dan fisika partikel. Jadi, istilah fisika kuantum, mekanika kuantum, dan teori kuantum adalah fleksibel, sering dipertukarkan dan bisa berarti sama atau berbeda tergantung konteksnya.

Fisika kuantum mendasari cara kerja atom, dan bagaimana ilmu kimia dan ilmu biologi bekerja sebagaimana mestinya. Jika kita ingin menjelaskan bagaimana elektron bergerak melalui chip komputer, dan bagaimana foton cahaya diubah menjadi arus listrik pada panel surya, atau bagaimana partikel cahaya tersebut memperkuat dirinya sendiri dalam laser yang digunakan dalam kabel serat optik, bahkan bagaimana matahari terus terbakar dan bersinar, kita perlu menggunakan fisika kuantum.

Teori kuantum pertama atau teori kuantum lama yang dipelopori oleh Planck, Einstein, Bohr, dkk berhasil menjawab beberapa masalah dari perilaku objek dalam skala atom atau subatomik yang gagal dijelaskan oleh fisika klasik pada saat itu, seperti; radiasi benda hitam, efek fotolistrik, hamburan sinar-x dan teori atom. 

Solusi yang diberikan untuk menjelaskan ketiga fenomena tersebut memiliki kesamaan mengenai konsep teori yang digunakan, yaitu bahwa cahaya tersusun atas paket-paket energi dalam bentuk partikel yang disebut kuanta atau foton. Konsep teori ini selanjutnya terbukti secara eksperimen hingga berakhir pada kesimpulan bahwa cahaya bersifat sebagai partikel.

Periode teori kuantum lama mulai beralih ke teori kuantum modern ketika eksperimen difraksi elektron membuktikan bahwa elektron yang selama ini dikenal sebagai partikel malah berperilaku sebagai gelombang - sesuai dengan prediksi Louis de Broglie. Hal ini cukup membingungkan ilmuwan pada saat itu tentang apa sebenarnya sifat dari objek kuantum, apakah objek kuantum adalah partikel atau merupakan gelombang? Pada saat itu, masih sulit untuk menerima bahwa suatu objek memiliki dua sifat pada saat yang bersamaan.

Dalam upaya menjawab kebingungan mengenai entitas sebenarnya dari objek kuantum ini maka lahirlah persamaan gelombang yang dirumuskan oleh Erwin Schrodinger. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Schrodinger. Meskipun demikian, apa arti fisis dari persamaan gelombang tersebut melahirkan berbagai macam interpretasi atau tafsiran kuantum yang masih terus diperdebatkan sampai sekarang - dari sinilah kesenangan dalam teori kuantum dimulai.

Berpatokan pada berbagai hasil eksperimen, fisikawan sepakat bahwa keadaan sistem kuantum sebelum diukur bersifat sebagai gelombang dan juga bersifat sebagai partikel -- sifat ini sering disebut sebagai dualisme gelombang-partikel atau sering disebut juga sebagai keadaan superposisi (gabungan). Setelah sistem tersebut diukur atau diamati, maka keadaan superposisi ini akan runtuh secara acak menyisakan 1 keadaan yang mungkin terukur oleh pengamat, entah itu terukur sebagai partikel atau terukur sebagai gelombang.

Sebagai contoh, sebelum cahaya diukur, kita harus menganggapnya sebagai partikel sekaligus gelombang. Ketika cahaya berinteraksi dengan sel surya misalnya, saat itu cahaya teramati sebagai partikel. Sedangkan ketika cahaya bergerak merambat melalui medium seperti air, atau melalui sebuah celah sempit, saat itu cahaya berperilaku sebagai gelombang. 

Jadi, sebelum berinteraksi dengan sesuatu dari luar sistem (cahaya masih bergerak bebas) maka cahaya berada dalam keadaan sebagai partikel sekaligus gelombang. Ketika sistem (cahaya) tersebut berinteraksi dengan sesuatu dari luar sistem, maka saat itu sistem kuantum dari cahaya menjadi rusak dan runtuh ke salah satu keadaan; entah itu sebagai partikel atau sebagai gelombang.

HALAMAN :
  1. 1
  2. 2
Beri Komentar
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE

Belum ada komentar. Jadilah yang pertama untuk memberikan komentar!
VIDEO PILIHAN
KONTEN MENARIK LAINNYA
x