Paradoks teman Wigner: apakah ada realitas objektif?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Apa itu realitas? Dan siapa yang bisa menjawab pertanyaan ini? Tahun lalu, para ilmuwan di Universitas Heriot-Watt di Skotlandia menguji eksperimen menarik yang menunjukkan bahwa realitas objektif mungkin tidak ada.

Terlepas dari kenyataan bahwa dulu ide ini hanya sebuah teori, sekarang para peneliti dapat mentransfernya ke dinding laboratorium universitas, dan karenanya mengujinya. Karena dalam dunia kuantum pengukuran dari posisi yang berbeda memberikan hasil yang berbeda, tetapi pada saat yang sama sama-sama benar, eksperimen yang dilakukan menunjukkan bahwa dalam dunia fisika kuantum, dua orang dapat mengamati peristiwa yang sama dan hasil yang berbeda; namun, tidak satu pun dari kedua peristiwa ini yang dapat dianggap salah.

Dengan kata lain, jika dua orang melihat dua realitas yang berbeda, maka mereka tidak dapat sepakat mana yang benar. Paradoks ini dikenal sebagai "paradoks teman Wigner" dan sekarang para ilmuwan telah membuktikannya secara eksperimental.

Mekanika kuantum adalah cabang fisika teoretis yang menjelaskan sifat dasar dan perilaku atom, ion, molekul, elektron, foton, materi terkondensasi, dan partikel elementer lainnya.

Paradoks teman Wigner

Pada tahun 1961, penerima Hadiah Nobel dalam bidang fisika Eugene Wigner dengan serius mempertanyakan apa itu realitas objektif. Ilmuwan mengusulkan salah satu eksperimen paling aneh dalam mekanika kuantum, yang melibatkan gagasan bahwa dua orang dapat mengamati dua realitas yang berbeda dan tak satu pun dari mereka secara teknis akan salah. Tapi bagaimana caranya?

Dalam eksperimen pemikiran yang disebut paradoks teman Wigner, dua ilmuwan di laboratorium mempelajari foton, unit kuantitatif terkecil dari cahaya. Patut dicatat bahwa foton terpolarisasi ini, ketika diukur, dapat memiliki polarisasi horizontal atau polarisasi vertikal. Tetapi sebelum pengukuran, menurut hukum mekanika kuantum, sebuah foton ada di kedua keadaan polarisasi secara bersamaan - dalam apa yang disebut superposisi.

Jadi, Wigner membayangkan bagaimana temannya di laboratorium lain mengukur keadaan foton ini dan mengingat hasilnya, sementara Wigner sendiri mengamati dari jauh. Pada saat yang sama, Wigner tidak memiliki informasi apa pun tentang pengukuran temannya, dan karena itu ia terpaksa berasumsi bahwa foton dan pengukurannya berada dalam superposisi dari semua kemungkinan hasil eksperimen.

Tapi ini sangat kontras dengan sudut pandang teman Wigner, yang sebenarnya mengukur polarisasi foton dan merekamnya! Teman itu bahkan mungkin menelepon Wigner dan memberi tahu dia bahwa pengukuran telah dilakukan (asalkan hasilnya tidak terungkap). Dengan demikian, kita mendapatkan dua realitas, yang saling bertentangan, yang meragukan status objektif fakta yang ditetapkan oleh dua pengamat.

Patut dicatat bahwa hingga 2019 - sampai para ilmuwan Swedia melakukan eksperimen yang sama di laboratorium - paradoks teman Wigner adalah murni eksperimen pikiran. Sama seperti eksperimen terkenal di dunia yang diajukan oleh fisikawan teoretis Austria Edwin Schrödinger.

Kucing Schrödinger adalah eksperimen pemikiran yang menggambarkan absurditas mekanika kuantum. Bayangkan Anda memiliki seekor kucing dan sebuah kotak. Di dalam kotak Anda meletakkan kucing, zat radioaktif dan mekanisme khusus yang membuka botol dengan racun. Jika terjadi peluruhan atom radioaktif dalam kotak tertutup - dan ini bisa terjadi kapan saja - mekanismenya akan membuka wadah dengan racun dan kucing akan mati. Tetapi Anda hanya dapat mengetahui apakah atom radioaktif telah meluruh atau tidak, Anda hanya dapat melihat ke dalam kotak. Sampai saat ini, menurut prinsip-prinsip fisika kuantum, kucing itu hidup dan mati, yaitu dalam superposisi.

Apakah tidak ada realitas objektif?

Para peneliti menggunakan enam foton terjerat untuk menciptakan dua realitas alternatif di laboratorium. Satu realitas mewakili realitas Wigner, yang lain realitas temannya. Teman Wigner mengukur polarisasi foton dan menyimpan hasilnya, setelah itu Wigner sendiri melakukan pengukuran interferensi untuk menentukan apakah pengukuran dan foton berada dalam superposisi.

Hasil yang diperoleh tim ilmuwan beragam. Ternyata kedua realitas dapat hidup berdampingan, bahkan jika mereka mengarah pada hasil yang tidak dapat didamaikan - seperti yang diprediksi Eugene Wigner. Tapi bisakah mereka berdamai?

Gagasan bahwa pengamat pada akhirnya dapat menyelaraskan pengukuran mereka atas beberapa realitas mendasar didasarkan pada beberapa asumsi.

Pertama, fakta universal memang ada dan pengamat dapat menyetujuinya.

Kedua, pilihan yang dibuat oleh satu pengamat tidak mempengaruhi pilihan yang dibuat oleh pengamat lain - asumsi ini disebut fisika sebagai lokalitas. Jadi jika ada realitas objektif yang bisa disetujui semua orang, maka semua asumsi ini benar.

Namun hasil karya ilmuwan dari Universitas Heriot-Watt yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances, menunjukkan bahwa realitas objektif itu tidak ada. Dengan kata lain, eksperimen menunjukkan bahwa satu atau lebih asumsi - gagasan bahwa ada realitas yang dapat kita setujui, gagasan bahwa kita memiliki pilihan bebas, atau gagasan tentang lokalitas - pasti salah.

"Metode ilmiah bergantung pada fakta yang disepakati secara universal yang ditetapkan dengan pengukuran berulang, terlepas dari siapa yang melakukan pengamatan," tulis para peneliti dalam karya mereka.

Saya tidak tahu tentang Anda, tetapi kepala saya berputar, karena hasil yang diperoleh memberikan bukti nyata bahwa, ketika datang ke bidang fisika kuantum, tidak ada yang namanya realitas objektif.