Eksperimen Terbaru Buktikan Niels Bohr Pecundangi Einstein Soal Teori Kuantum

Ilmuwan China berhasil membuktikan kebenaran prinsip komplementaritas Niels Bohr melalui eksperimen nyata, sekaligus mematahkan keraguan Albert Einstein setelah satu abad.

Niels Bohr dan Albert Einstein bersantai di Konferensi Solvay 1925. Foto asli diambil oleh Paul Ehrenfest. Sumber: Wikipedia.

Ringkasan

• Eksperimen nyata akhirnya menguji eksperimen pemikiran Einstein tentang celah ganda dan komplementaritas.
• Hasilnya mendukung pandangan Niels Bohr: pengukuran presisi mengaburkan interferensi.
• Studi ini memperkuat peran keterjeratan kuantum dan membuka riset lanjutan tentang transisi kuantum-klasik.

DUNIA fisika baru saja menyaksikan "pertandingan ulang" dari perdebatan paling legendaris sepanjang masa. 

Di satu sudut, ada Albert Einstein yang skeptis pada keanehan kuantum. Di sudut lain, ada Niels Bohr, sang pelopor mekanika kuantum dari Kopenhagen. 

Setelah hampir 100 tahun teori mereka beradu di atas kertas, sebuah eksperimen di China akhirnya memberikan poin kemenangan mutlak bagi Bohr.

Kisah ini bermula pada Konferensi Solvay tahun 1927. Kala itu, Einstein merasa ada yang tidak beres dengan mekanika kuantum. Ia melontarkan kalimat terkenalnya, "Tuhan tidak bermain dadu dengan alam semesta." 

Einstein sangat tidak setuju dengan Prinsip Komplementaritas milik Bohr, yang menyatakan bahwa partikel punya sifat yang tidak bisa diukur secara bersamaan, seperti posisi dan momentum.

Untuk menjatuhkan teori Bohr, Einstein merancang sebuah eksperimen pikiran (thought experiment). Ia membayangkan sebuah celah sempit yang ditahan oleh pegas sensitif. 

Menurut Einstein, jika kita bisa mengukur hentakan pegas saat partikel lewat (sifat partikel), namun tetap melihat pola gangguan (interference) di layar (sifat gelombang), maka prinsip Bohr salah. 

Bohr pun membela diri: jika Anda mengukur momentum dengan sangat presisi, maka posisi partikel akan menjadi sangat tidak pasti, sehingga pola gelombangnya pasti kabur.

Masalahnya, di zaman Einstein, teknologi untuk membuat "celah tunggal yang melayang pada pegas" belum ada. Namun, tim ilmuwan yang dipimpin oleh Jian-Wei Pan dari University of Science and Technology of China berhasil mewujudkannya.

Alih-alih menggunakan pegas mekanik, mereka menggunakan satu buah atom Rubidium (Rb) yang dijepit menggunakan laser (pinset optik). 

Atom ini berperan sebagai "celah tunggal" yang sangat ringan. Partikel yang dilewatkan adalah foton (partikel cahaya).

Hasilnya? Persis seperti kata Bohr. Ketika para peneliti mencoba mengukur momentum atom tersebut dengan sangat teliti, pola garis-garis (interferensi) pada layar menjadi buram. 

Semakin mereka tahu tentang arah partikel, semakin hilang wujud gelombangnya. Eksperimen ini mengonfirmasi bahwa alam semesta memang punya aturan "pilih salah satu" yang tidak bisa dilanggar.

Mungkin terdengar seperti urusan laboratorium yang membosankan, tapi eksperimen ini adalah fondasi bagi teknologi masa depan. 

Pemahaman tentang Quantum Entanglement (keterikatan kuantum) yang dibuktikan di sini adalah kunci dari pembuatan komputer kuantum yang super cepat dan sistem komunikasi yang tidak bisa disadap.

Ilmuwan China kini berencana mencoba eksperimen yang lebih gila lagi.

Mereka menambah massa "celah" tersebut sedikit demi sedikit untuk melihat kapan aturan kuantum yang aneh ini berubah menjadi aturan fisika klasik yang biasa kita lihat sehari-hari.

Einstein mungkin percaya alam semesta seharusnya bisa diukur secara pasti jika kita cukup pintar. Namun, eksperimen Jian-Wei Pan membuktikan bahwa "dadu" Tuhan memang benar-benar dilempar.

Disadur dari Phys.org.