Fisika kuantum adalah cabang fisika yang tergolong masih muda karena usianya yang belum mencapai 100 tahun. Fisika yang kita pelajari semasa sekolah menengah seperti teori Newton, termodinamika, dan teori elektromagnetik Maxwell termasuk ke dalam fisika klasik. Untuk itu fisika kuantum menjelaskan fenomena-fenomena yang tidak bisa dijelaskan oleh fisika klasik.
Fisika kuantum secara sederhana
Singkatnya, fisika kuantum adalah cabang fisika yang berhubungan dengan perilaku zat dan energi dalam skala atom bahkan subatom. Dimulai dengan karya Max Planck tahun 1900, fondasi fisika kuantum telah dibangun sejak awal 1800-an.
Fisika kuantum adalah bidang yang dalam dan rumit hingga para ahli sekalipun akan mengalami kesulitan dalam memahami cabang fisika ini. Di dalamnya ada konsep-konsep yang lebih modern seperti multi dimensi, keadaan tanpa waktu, dan multiverse. Fisika kuantum dapat dibilang abstrak dan jauh dari kenyataan yang bisa diamati di lapangan sehingga cabang ini lebih cenderung dekat dengan hal-hal yang berbau mistis dan spiritual.
Hal ‘aneh’ dalam fisika kuantum
Ada beberapa hal yang dapat dibilang ‘aneh’ dalam fisika kuantum. Hal-hal ini sebagaimana dikatakan sebelumnya terlihat seperti fenomena spiritual karena tidak ada yang dapat benar-benar menjelaskannya secara empiris.
Teleportasi
Teleportasi sebenarnya sudah pernah dilakukan sebelumnya tetapi baru dalam ukuran partikel. Dalam teleportasi kuantum, perpindahan tempat terjadi pada partikel foton di mana yang informasi satu partikel dibuat salinannya menjadi partikel baru di tempat lain.
Secara teori, teleportasi dapat dilakukan pada objek ukuran asli seperti manusia. Kemampuan berteleportasi ini dapat dilakukan dengan suatu fenomena abstrak yang disebut dengan keterikatan kuantum (quantum entanglement).
Hal yang aneh dalam teleportasi objek ukuran asli adalah kita harus menghancurkan objek yang akan dipindahkan di titik A. Mengapa? Agar ia dapat muncul di titik B dalam wujud yang sama. Karena tentu objek ini tidak akan menghilang begitu saja, kan?
Ada yang berpendapat bahwa objek yang telah berpindah ke titik B adalah salinan dari objek yang sudah hancur di titik A. Tapi karena si objek di titik B tidak tahu bahwa dia adalah salinan (dari caranya bertindak, merasakan, dan berperilaku), dia intinya tetap objek yang asli. Fenomena aneh dalam cabang fisika ini bisa dibilang lebih condong kepada pertanyaan beraroma filosofis yang harus direnungkan.
Teori Many-Worlds
Filosofi ini biasa dikenal dengan istilah parallel universe atau alam semesta paralel. Dalam fisika kuantum dijelaskan bahwa kemungkinan ada alam semesta yang sama dengan alam semesta kita tapi sebenarnya berbeda. Teori ini berasal dari pemikiran yang sangat dalam tentang apa yang sebenarnya terjadi pada dunia kuantum yang amat kecil.
Jadi selain dunia yang kita tinggali sekarang, fisika kuantum percaya bahwa ada dunia di mana misalnya dinosaurus tidak pernah punah atau tidak pernah terjadi kepunahan massal. Bisa juga diri kita ada di dunia paralel di mana kita berbeda dengan diri kita yang ini. Hal-hal yang bisa terjadi di alam semesta paralel ini sangat tidak terbatas.
Teori ini dimulai dari satu fakta mendasar yang para fisikawan pahami sejak lama. Yaitu partikel kuantum yang sangat kecil, misalnya atom, foton, dan elektron bisa ada di lebih dari satu tempat yang sama dalam fenomena bernama quantum superposition.
Fenomena dalam fisika kuantum
Adanya cabang fisika baru ini, menandakan bahwa awal fisika modern telah dimulai. Teori fisika kuantum ada untuk menjelaskan hal-hal yang tidak dapat dijelaskan oleh fisika klasik, seperti misalnya fenomena radiasi benda hitam dan fotolistrik. Berikut adalah beberapa fenomena yang termasuk dalam fisika kuantum.
Gelombang dan partikel
Dalam cabang fisika ini disebutkan bahwa segala yang ada di alam semesta ini adalah partikel dan sekaligus juga gelombang. Objek yang dijelaskan dalam fisika kuantum bukanlah termasuk kategori partikel maupun gelombang melainkan masuk ke kategori ketiga yang memiliki beberapa sifat gelombang dan beberapa sifat partikel.
Banyak orang yang berdebat bahwa apakah pantas dalam kuliah jika mengatakan cahaya sebagai partikel, misalnya. Bukan karena kontroversial tapi karena pernyataan seperti ini bisa menyebabkan salah tangkap di kalangan mahasiswa.
Efek fotolistrik
Fenomena ini terjadi di mana cahaya menyinari sebuah permukaan logam. Hasilnya penyinaran ini akan melepaskan elektron dari permukaan logam tersebut yang diketahui dari munculnya arus listrik. Kemunculan arus listrik dari cahaya inilah yang disebut dengan efek fotolistrik.
Radiasi benda hitam
Fenomena ini adalah fenomena yang memicu kemunculan fisika kuantum. Para ilmuwan pada akhir abad ke-19. Saat itu tidak dapat menjelaskan fenomena radiasi dari benda hitam. Secara teori, tidak ada ada benda yang benar-benar hitam di dunia ini.
Seharusnya, benda hitam akan menyerap semua cahaya yang menyinarinya tanpa memancarkannya kembali dalam bentuk radiasi energi berbentuk panas. Akan tetapi kenyataannya benda hitam tetap dapat memancarkan radiasi energi dalam intensitas yang berbeda.
Kesimpulan
Munculnya fisika kuantum sebagai cabang fisika yang tergolong muda, menandakan bahwa ilmu pengetahun selalu mengalami perkembangan. Para ahli terus berusaha menyingkap misteri-misteri terbesar di alam semesta. Apa yang dulu belum ada dalam ilmu pengetahuan kini telah ditemukan. Artinya apa yang belum diketahui oleh umat manusia saat ini, di masa depan akan terungkap satu per satu.
Maka dari itu, stay curious dan terus update artikel terbaru seputar ilmu pengetahuan hanya di Bicara Indonesia!
Sumber:
- Fisika Kuantum – Pahamify
- Quantum Physics – For Kids – Real World Physics Problems
- Six Things Everyone Should Know About Quantum Physics – Forbes
- Quantum Physics Simplified – Owlcation
