Harian Einstein Bagian V

Sebelum membaca episode ini, alangkah baiknya anda membaca episode sebelumnya terkait dengan pertanyaan : Apakah perjalanan waktu itu mungkin?

Apakah perubahan bulan dikarenakan seekor tikus melihatnya?

Ya

“Ya” tergantung pada mekanika kuantum, dimana saat penemuannya, Einstein memainkan peran utama. Ini adalah teori terbaik untuk materi dan biasanya diterapkan pada materi yang sangat-sangat kecil, yaitu partikel, misalnya seperti elektron. Mekanika Kuantum memberi tahu kepada kita bahwa materi yang sangat kecil mempunyai sifat sangat berbeda dengan salah satu objek yang sehari-hari yang biasa kita temui.

Kita terbiasa dengan objek biasa baik dalam bentuk zarah / partikel maupun gelombang. Ternyata, bahwa dalam skala kecil, zarah / partikel dapat menjadi zarah maupun gelombang. Mereka memiliki sifat ganda yang cukup rumit  ketika anda pertama kali belajar mengenainya, menurut saya sendiri, kebingungan saya benar-benar tak pernah hilang, bahkan jika anda tahu banyak tentangnya.

Ambil contoh, misalnya Elektron. Sangat akrab dengan kita, terutama pada televisi kuno yang masih menggunakan tabung. Elektron yang ditembakkan dari sebuah elemen menyala pada bagian belakang tabung. Mereka dibentuk menjadi berkas sinar dengan membelokkan medan magnet.

Ilustrasi Tv Tabung

Ketika elektron menjadi sinar, ia berperilaku menjadi seperti gelombang. Ia menyebar di dalam ruang, dan memiliki panjang gelombang dan frekuensi dan memproduksi semua fenomena seperti gelombang, seperti pola interferensi. Ini hanya seperti pola riak air yang membuat gelombang air di permukaan kolam ketika kerikil jatuh ke dalam kolam. Kita hanya mendapatkan mereka karena gelombang tersebar dalam ruangan.

Ilustrasi TV Tabung saat partikel menumbuk layar

Saat elektron-elektron tersebut menumbuk layar TV tabung, mereka berperilaku sangat berbeda. Menurut buku teks standar mekanika kuantum, mereka secara tiba-tiba berhenti menjadi gelombang. Mereka runtuh menjadi titik, sehingga mereka sekarang berperilaku seperti partikel. Kita melihat lokalisasi melalui pancaran kilatan cahaya singkat dari sebuah titik pada layar. (Banyak kombinasi kilatan menciptakan citra gambar yang kemudian dapat kita lihat)

Jadi, biasanya sebuah elektron memiliki perilaku seperti gelombang, dan kadang-kadang seperti zarah / partikel. Jadi apa? Bagian anehnya adalah apa yang menentukan apakah elektron berperilaku seperti gelombang atau partikel. Dalam buku teks standar, kita menentukan dengan tindakan pengamatan elektron. Sebuah elektron meninggalkan dirinya berperilaku seperti gelombang. Sesaat kita mengamatinya -sebagai contoh dengan menumbukkannya ke layar tv tabung sehingga kita dapat melihat darimana kilatan cahaya dihasilkan – kemudian ia berperilaku menjadi seperti sebuah partikel

Ini adalah bagian yang aneh. Buku standar mekanika kuantum memberitahu kita bahwa tindakan kita mengamati elektron telah menyebabkannya runtuh menjadi sebuah titik. Ide mengherankan ini sangat menyusahkan Einstein dan dia tidak pernah menerimanya. Apa perbedaan elektron saat kita amati atau tidak?

Apa yang einstein juga lihat adalah bahwa kesulitan tidak dapat dibatasi pada objek yang sangat kecil sekali seperti elektron. Jika partikel / zarah tunggal memiliki keadaan rangkap gelombang-partikel, maka begitu juga sekumpulan partikel. Pengamatan kita terhadap mereka juga akan menyebabkan mereka runtuh. Objek besar seperti mobil, bulan, dan planet dll adalah sekumpulan banyak partikel yang berkumpul pada satu tempat. Mereka juga mempunyai sifat gelombang, terlalu kecil untuk kita perhatikan, tetapi tetap ada. Dan ketika kita kita mengamati mereka, mereka akan runtuh!

Teman kerja-samanya dan biografernya Abraham Pais membertahukan :

“… suatu saat berjalan, Einstein tiba-tiba berhenti, dan bertanya apakah Saya benar-benar percaya bahwa bulan ada ketika kita melihatnya“

Fisikawan terkenal (dan penemu nama “Lubang Hitam”) John Wheeler juga memberitahukan tentang Einstein

“… Tidak seorangpun dapat ingat bagaimana dia mengekspresikan ketidaknyamanannya soal peran pengamat, ‘Ketika seekor tikus mengamati, apakah juga merubah keadaan alam semesta?‘”

Pertanyaan diatas adalah gabungan dari komentar dan jawaban “ya” hanyalah dari  buku standar fisika.