Mekanika Kuantum: Konsep dan Fenomena

Jul 13, 2024

Mekanika Kuantum: Konsep dan Fenomena

Pendahuluan

  • Ilustrasi burung ditembak dan jatuh ke semak-semak
    • Logika manusia: burung hidup atau mati
    • Logika kuantum: burung bisa hidup dan mati secara bersamaan
  • Logika manusia tidak menggambarkan realitas kuantum
  • Mekanika kuantum menunjukkan skala mikroskopis bisa berbeda dengan persepsi manusia

Dasar-Dasar Kuantum

  • Energi dalam paket: Quantum/kuanta
  • Materi dan massa adalah energi beku
    • Partikel elementer penyusun atom berperilaku dualitas (partikel dan gelombang)
    • Prinsip ketidakpastian waktu:
      • Elektron berada di semua titik peluang sekitar nukleus
      • Elektron membentuk awan peluang (fungsi gelombang)

Eksperimen Dualitas Elektron

  • Elektron sebagai partikel dan gelombang
  • Prinsip ketidakpastian:
    • Tidak bisa mengukur posisi dan kecepatan secara pasti dan bersamaan
  • Eksperimen celah ganda menunjukkan cahaya sebagai partikel saat diamati dan sebagai gelombang saat tidak diamati

Superposisi dan Realitas Kuantum

  • Superposisi elektron dalam kombinasi semua posisi yang mungkin
  • Konsep superposisi berlaku untuk manusia dan objek makroskopis
  • Belitan kuantum (entanglement): dua partikel kuantum tetap terhubung

Fenomena De-koherensi

  • Asosiasi kuantum dengan lingkungan menyebabkan sifat kuantum menghilang
  • Dekoharansi: keruntuhan sifat kuantum saat sistem kuantum semakin terkait dengan lingkungan

Interferensi dan Pendekatan Feynman

  • Semua jalur potensial harus dipertimbangkan dalam pergerakan kuantum
  • Interferensi: Gelombang yang bertemu bisa saling memperkuat atau meniadakan

Pembusukan Radioaktif

  • Aturan kuantum menjelaskan pembusukan atom uranium
  • Partikel sub-atom bisa menembus penghalang karena ketidakpastian kuantum
  • Radiasi Hawking: partikel-partikel menembus medan gravitasi black hole

Struktur Elektron dalam Atom

  • Tingkat energi dan lompatan elektron
  • Lompatan kuantum: perpindahan antar tingkat energi
  • Prinsip larangan Pauli

Skala Planck dan Singularitas

  • Skala Planck: panjang terkecil di mana hukum fisika kehilangan makna
  • Singularitas di black hole dan Big Bang
  • Fluktuasi kuantum dan buih Quantum di ruang hampa

Massa dan Medan Higgs

  • Massa sebagai hasil interaksi dengan Medan Higgs
  • Tanpa Medan Higgs, partikel fundamental tidak bermassa
  • Higgs boson memberikan massa ke partikel dengan interaksi

Penutup

  • Teori kuantum aneh tapi diterapkan di barang sehari-hari
  • Pentingnya memahami dan mempercayai dunia kuantum