Simple Physics Series: Quantum Physics

Sebelum kita masuk ke dalam Fisika Quantum, ada baiknya kita mengenal terlebih dahulu dua jenis dari informasi. Informasi ANALOG dan informasi DISCRETE (kadang disebut digital).

DUA TIPE INFORMASI

Informasi Analog adalah informasi yang nilainya tidak akan pernah habis apabila diteruskan (bersifat kontinyu atau selalu berkelanjutan). Banyak nilai-nilai di alam semesta ini yang bersifat analog. Contohnya:
kecepatan mobil, temperatur udara, intensitas cahaya, panjang meja belajar anda, dsb.

Kok bisa panjang meja belajar disebut sebagai informasi analog ?
Iya. Saya beri contoh.
Katakanlah anda mengukur panjang meja belajar anda, dan memperoleh angka 2 meter.
Apabila anda mempunyai pengukur yang lebih akurat, anda akan memperoleh nilai 2,19 meter.
Apabila anda membeli pengukur yang lebih akurat lagi, anda akan memperoleh nilai 2,1945 meter.
Apabila anda membeli pengukur yang jauh lebih akurat lagi, anda akan memperoleh nilai 2,1945763 meter.

Angka diatas tidak akan pernah berhenti nilainya, selama anda mempunyai meteran pengukur yang lebih akurat. Itulah mengapa kita sebut panjang meja anda sebagai informasi ANALOG.
Hal yang sama juga berlaku untuk temperatur udara, kecepatan kendaraan, lama waktu, tinggi tegangan, banyak warna, kuat arus listrik, jumlah energi dsb. Nilai-nilai parameter diatas dapat menjadi tak hingga.

Sedangkan Informasi Discrete adalah informasi yang nilainya terbatas dan biasanya berupa bilangan bulat (integer). Contohnya: Jenis kelamin, keadaan lampu, jumlah murid dalam suatu kelas, dsb.

Ketika seorang guru menghitung jumlah murid dalam suatu kelas, guru tersebut akan mendapatkan informasi yang nilainya discrete. Misalnya sejumlah 40 murid atau 50 murid. Tidak mungkin dia akan mendapatkan 50,1679 murid.

Nah, setelah anda mengerti perbedaan informasi analog dan discrete, barulah sekarang kita masuk ke pembahasan Fisika Quantum.
Jadi, apa sih Quantum itu ?

Diatas telah kita ketahui bahwa hampir semua nilai parameter di alam semesta berupa analog kan?
Nah, fisika quantum adalah cabang ilmu dari fisika yang membuat nilai di alam semesta ini berupa informasi DISCRETE.

Parameter apa yang diubah nilainya? ENERGI.

Kita tau bahwa banyaknya energi yang ada di dalam sebuah materi bermassa pastilah berupa informasi analog. Anggaplah, tubuh anda sendiri. Anda bisa mempunyai angka sebesar milyaran koma sekian sekian Joule energi dalam tubuh anda. Namun, fisika quantum membuat nilai tersebut menjadi Discrete.

Ya, simplenya, Quantum adalah “SEPAKET” ENERGI.
(Quantum kata tunggal atau singular, Quanta kata jamak atau plural)

Video diatas akan memberi gambaran kepada para pembaca tentang Quantum objects dan perilakunya yang “aneh”.

Ya, dari video diatas tentang Double-Slit Experiment, telah ditemukan fakta bahwa semua Quantum objects bisa bersifat dualitas, yaitu sebagai PARTIKEL dan GELOMBANG sekaligus.
Hal ini dinamakan sebagai WAVE-PARTICLE DUALITY, dan juga sudah diperhitungkan oleh Heisenberg’s Uncertainty Principle.

Aneh ya? Iya aneh.
Fenomena yang lebih aneh adalah, ketika anda berusaha untuk mengamati Quantum objects tersebut, maka dia bisa berubah sesukanya menjadi partikel atau gelombang secara random.
Dalam video diatas, dia juga bahkan bisa MEMILIH untuk melewati lubang yang mana dari kedua lubang, HANYA ketika dia diamati saja.

Jadi, hanya dengan mengamati saja itu dapat mengubah hasil experimen.

Aneh bin ajaib ya?
Sebuah Quantum objects yang hanyalah benda mati, seakan-akan bisa mengetahui bahwa dia sedang diamati atau tidak. Itulah mengapa Quantum objects disebut mempunyai SUPERPOSITION. Karena ketika kita mengamati posisinya, kita tidak akan pernah bisa mengetahui kecepatannya. Begitu juga ketika kita mengamati kecepatannya, kita tidak akan pernah bisa mengetahui posisinya.

Tampak tidak masuk di akal dan logika kita memang, namun FAKTA melalui experimen telah berkata demikian.
Oleh sebab itu, jangan hanya percaya pada logika saja, namun percayalah hanya pada BUKTI.
(Atau percaya pada bukti & logika)

Cahaya contohnya.
Kita semua tau bahwa cahaya adalah sebuah gelombang energi.
Namun gelombang ini bisa “dipotong” menjadi paket-paket energi yang lebih kecil menjadi PHOTON. Ya, photon adalah partikel cahaya.
Istilah keren dari “pemotongan” ini disebut Quantization atau dikuantisasi.

Begitu juga dengan elektron yang selama ini kita tau dari guru kita di sekolah.
Elektron sebenarnya adalah bentuk Quantum dari sebuah gelombang energi listrik.
Lalu apa pengaplikasian teori fisika quantum ini di dunia nyata?

Banyak.
Komputer, laptop, hape kalian semuanya menggunakan teori fisika quantum saat para scientist dan engineer membuat otak (chip processor) dari gadget kalian.
Tanpa teori quantum, tidak akan ada gadget canggih bin istimewa yang ada sekarang. Karena cara kerja setiap benda elektronik yang mempunyai chip atau processor pada dasarnya adalah memanipulasi elektron.

Sekian pembelajaran dari saya tentang Fisika Quantum. Di lain waktu, saya akan menjelaskan fenomena-fenomena dunia quantum yang jauh lebih aneh bin ajaib lagi seperti Quantum Decoherence, Quantum Fluctuation dan Quantum Tunneling.

Quantum Fluctuation lah yang dihipotesakan sebagai penyebab awal terjadinya Big-bang Initial Singularity untuk bisa mengembang dan menjadi alam semesta yang kita ketahui sekarang ini.

Keep on Learning and Question Everything!
October 2015
DJ Silverhare @ Perspektif

Advertisements

One thought on “Simple Physics Series: Quantum Physics

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s