Keajaiban mendalam fisika kuantum

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

Apa yang kamu ketahui tentang fisika kuantum? Bahkan seorang mahasiswa humaniora seperti saya mengerti bahwa fisika dan fisika kuantum mempelajari hal-hal yang sedikit berbeda.

Pada saat yang sama, fisika secara umum adalah ilmu alam, yang mempelajari bagaimana dunia bekerja dan bagaimana semua benda dan benda berinteraksi satu sama lain. Sebagai cabang fisika, mekanika kuantum mempelajari dunia kita pada tingkat terdalamnya. Faktanya adalah bahwa segala sesuatu yang mengelilingi kita terdiri dari atom. Mengapa, bahkan Anda dan saya tidak lebih dari kumpulan atom yang berasal dari inti supernova. Apalagi bidang fisika ini begitu kompleks sehingga banyak ilmuwan mengakui bahwa mereka tidak memahaminya dengan baik. Mengingat semakin banyaknya pertanyaan yang belum terjawab dan beberapa kesamaan antara fisika kuantum dan sihir, ini sangat menarik, tetapi bisa menyesatkan, seperti yang berhasil dilakukan oleh banyak penipu dan ilmuwan semu. Pada artikel ini, kita akan mencoba memahami mengapa fisika kuantum sangat mirip dengan sihir.

Foton adalah partikel elementer yang tidak memiliki massa dan dapat berada dalam ruang hampa, bergerak dengan kecepatan cahaya. Muatan listrik foton juga nol.

Tak seorang pun di dunia ini memahami mekanika kuantum

Kita semua menyukai trik sulap. Terutama saat pesulap bisa membuat bola "melompat" di antara cangkir terbalik. Dalam sistem kuantum, di mana sifat-sifat suatu objek, termasuk lokasinya, dapat bervariasi tergantung pada bagaimana Anda mengamatinya, prestasi seperti itu harus dimungkinkan tanpa sulap. Faktanya adalah, menurut teori kuantum, partikel elementer memperoleh keadaan tertentu hanya pada saat pengamatan. Sulit dipercaya, tetapi pada akhirnya, para ilmuwan mampu membuktikan secara eksperimental, menggunakan satu foton, bahwa foton itu ada di tiga tempat pada waktu yang sama. Tapi bagaimana ini mungkin?

Salah satu eksperimen kuantum yang paling terkenal adalah eksperimen celah ganda, yang menunjukkan bahwa cahaya dan materi dapat berperilaku seperti partikel dan gelombang pada saat yang bersamaan.

Perlu dicatat bahwa Albert Einstein tertarik pada keberhasilan mekanika kuantum - yang dengannya seseorang dapat secara akurat menggambarkan perilaku atom dan partikel elementer. Namun, ilmuwan brilian menentang teori ini dan menertawakan konsep yang mendasarinya - kebingungan. Dalam mekanika kuantum, keterjeratan berarti bahwa sifat-sifat satu partikel dapat segera mempengaruhi sifat-sifat partikel lain, terlepas dari jarak di antara mereka.

Selanjutnya, serangkaian eksperimen rumit menunjukkan bahwa Einstein salah: keterjeratan itu nyata dan tidak ada teori lain yang dapat menjelaskan efek anehnya. Namun, terlepas dari kemampuan teori kuantum untuk menjelaskan hasil secara eksperimental, banyak ilmuwan mengakui bahwa fisika kuantum begitu kompleks sehingga hampir tidak mungkin untuk memahaminya.

Namun, keterjeratan bukanlah satu-satunya fenomena yang memisahkan teori kuantum dari teori klasik. Menurut beberapa fisikawan, ada fakta mengejutkan lain tentang realitas kuantum yang sering diabaikan dan yang menambah "keajaiban" bidang fisika teoretis ini. Menurut The New Scientist, Pada tahun 1967 Simon Cochen dan Ernst Specker secara matematis membuktikan bahwa bahkan untuk satu objek kuantum, di mana keterikatan tidak mungkin, nilai yang Anda dapatkan saat mengukur propertinya bergantung pada situasi di mana objek ini berada. Dengan demikian, nilai properti A bergantung pada apakah Anda memilih untuk mengukurnya menggunakan properti B atau menggunakan properti C. Dalam istilah sederhana, tidak ada realitas yang bebas dari pilihan pengukuran.

Keajaiban kenyataan

Setuju, semua ini setidaknya aneh dan membuat otak benar-benar meledak. Bagaimanapun, ternyata kehadiran seorang pengamat menentukan nasib sistem dan memaksanya untuk membuat pilihan yang menguntungkan satu negara. Tapi bukankah ini gangguan kesadaran ke dalam realitas material? Dan jika kita memperhitungkan bahwa foton cahaya dapat sekaligus menjadi partikel dan gelombang dan berada di tiga tempat sekaligus, lalu di dunia apa kita hidup? Apakah ini bukti adanya realitas paralel dengan hukum fisika yang sama?

Dan ini hanyalah sebagian dari pertanyaan yang tidak dapat dijawab oleh fisika modern. Sampai. Namun, segala sesuatu yang tidak diketahui dari zaman kuno membuat seseorang takut. Kadang-kadang orang siap untuk percaya apa pun, selama setidaknya ada satu - dan tidak masalah yang mana - jawabannya. Karena alasan ini, sama sekali tidak mengherankan bahwa semua jenis penipu dan ilmuwan semu sangat menyukai fisika kuantum. Jika, demi kepentingan, nyalakan REN TV, maka Anda dapat menemukan salah satu program tentang dunia lain, di mana ilmuwan semu lain bertindak sebagai ahli. Dalam 99 kasus dari 100, penjelasannya yang salah tentang tatanan dunia akan mencakup setidaknya satu penyebutan fisika kuantum. Pada saat yang sama, setiap ilmuwan semu dengan cepat memamerkan istilah ilmiah seperti elektron, foton, dan keterjeratan untuk mendapatkan penampilan yang kurang lebih dapat diandalkan di mata pemirsa yang tidak berpengalaman.

Kadang-kadang bahkan tampak bagi saya bahwa setiap penipu yang menghargai diri sendiri hanya diwajibkan untuk berpidato tentang rahasia fisika kuantum dalam repertoarnya. Bagaimanapun, para ilmuwan praktis tidak memiliki alasan untuk membantah klaim mereka bahwa mekanika kuantum adalah misteri bagi para ilmuwan. Bukankah itu nyaman? Mempopulerkan ide-ide semacam itu dapat menghasilkan pandangan yang salah tentang dunia bagi banyak orang. Ide-ide seperti ini juga berkontribusi pada kecenderungan untuk pengobatan alternatif dan menumpang tangan untuk penyakit berbahaya. Jadi, dari layar TV, esoteris dengan busa di mulut membuktikan bahwa pikiran adalah material karena fisika kuantum ada di sini, dan ahli biologi yang tumbuh di rumah menenun fisika kuantum ke dalam ide-ide mereka yang tidak berdasar tentang genom gelombang, dll. Semua ini berkontribusi pada pengembangan pemikiran magis, yang saya tulis lebih rinci sebelumnya, dan pertumbuhan mitos dan kesalahpahaman tentang dunia tempat kita hidup.

Sementara itu, fisika kuantum adalah sihir yang nyata. Keajaiban realitas. Ya, kami tidak mengerti banyak dan tidak tahu jawaban atas pertanyaan yang dihasilkan oleh belitan kuantum dan hasil berbagai eksperimen, termasuk kucing Schrödinger, yang ditulis oleh rekan saya Nikolai Khizhnyak sebelumnya. Pada saat yang sama, kenyataan jauh lebih menarik daripada fiksi, karena kita tidak tahu banyak tentangnya: Semesta kita 95% terdiri dari materi gelap misterius, dan ada juga energi gelap, yang bertanggung jawab atas percepatan ekspansi. dari alam semesta. Selain itu, pada tingkat terdalam, dunia kita terdiri dari partikel terkecil yang dapat berada di beberapa tempat pada waktu yang sama dan berperilaku berbeda tergantung apakah kita mengamatinya atau tidak. Jika ini bukan keajaiban realitas, lalu apa itu realitas?.

Pada saat yang sama, sains telah memberikan banyak jawaban atas pertanyaan paling penting tentang dunia kita. Bagaimanapun, saya pikir tidak ada yang salah dengan tidak mengetahui sesuatu dan tidak memahami fisika kuantum. Hal utama adalah kemampuan kita untuk mengetahui sebanyak mungkin, untuk mengetahui Semesta. Yang, kemungkinan besar, juga mengetahui dirinya sendiri melalui kita.