Coba perhatikan animasi dari Alan Baker ini. Di sini si manusia korek berusaha melawati sebuah lembah, tapi ternyata tidak sampai. Itu karena energi kinetik yang dimiliki tidak cukup mencapai energi potensial lembah. Karena itu dia harus menambah energinya dengan mengawalnya lebih jauh. Dan akhirnya sampai.
Karena energi kinetiknya kini melampaui energi potensial lembah. Nah ini prinsip yang harus kalian pegang. Dalam fisika, segala sesuatunya adalah tentang energi. Kalian tidak akan bisa melawati sebuah penghalang kalau energi...
kalian tidak cukup. Karena penghalang tersebut pun pada prinsipnya adalah energi. Misalnya kenapa kalian tidak bisa terbang? Karena ada energi yang menghalangi, yaitu medan gravitasi. Ketika kalian meloncat, energi kinetik kalian tidak cukup untuk mengalahkan energi gravitasi yang semakin tinggi semakin tebal.
Kalau energi kalian cukup, ya kalian bisa terbang menembus langit. Sama halnya dengan tembok, tembok pun punya energi yang bergantung pada ketebalan dan bahannya. Kalau energi kalian tidak cukup, ya kalian tidak bisa menembusnya. Tapi kalau energi kalian cukup, kalian bisa menghancurkannya. Nah tapi guys, menariknya hukum fisika ini bisa dilanggar di dunia kuantum, dunia di dalam atom.
Sebuah partikel bisa menembus penghalang walaupun energinya lebih kecil, yang nanti kita sebut kuantum tunneling. Nah, apakah kuantum tunneling ini bisa diterapkan pada tubuh manusia? manusia sehingga bisa menembus tembok seperti vision. Kita akan bahas di video ini. Tapi untuk memahaminya, kalian harus tahu banyak tentang atom dan dunia kuantum.
Dan siap-siap terkejut karena bicara tentang atom dan kuantum akan membuat kalian garuk-garuk kepala. Itu gila, karena jika itu ruang yang kebuka, mereka harus berjalan langsung ke satu sama lain. Dan itulah mengapa hal-hal tersebut terlihat sejati, ketika mereka sebenarnya tidak. Tentara yang berada di sisi lain dari perintah, ketika kita mengira itu di sini.
Apa? Karena itu guys, siapkan akalnya dan siapkan imannya, karena kita akan masuk pada kejadian yang bisa membuat kalian gila. Sekarang, kalian mungkin berpikir bahwa saya berdiri di dalam kudang ini, tapi sebenarnya itu tidak benar. Intro Semua hal di dunia ini, termasuk tubuh kalian sendiri, tersusun dari atom-atom. Atom itu sangat kecil, jutaan kali lebih kecil dari butiran pasir.
Saking kecilnya atom, menurut perkiraan, tubuh kita tersusun dari atom-atom sejumlah ini. 7 diikuti 027 kali. Tapi atom bukanlah yang paling kecil, karena atom sendiri tersusun dari partikel-partikel yang jauh lebih kecil lagi, yaitu elektron, proton, dan neutron. Nah disini lucunya, gambaran atom yang sering kalian lihat sebetulnya tidak dalam skala yang sebenarnya. Karena kalau digambarkan dalam skala yang sebenarnya, elektron, proton, dan neutron ini sama sekali tidak akan kelihatan.
Karena partikel-partikel ini jutaan kali lebih kecil lagi daripada atomnya sendiri. Bayangkan saja, kalau atom diperbesar seukuran lapangan bola, maka partikel itu sekecil butiran pasir. Artinya atom itu sebagian besar adalah ruang kosong. Maka pertanyaan menariknya, kalau atom itu kosong, itu artinya tubuh kita pun kosong.
Kalau tubuh kita kosong, lalu mengapa kita tidak saling tembus seperti hantu? Mengapa tubuh kita serasa solid? Nah, di sini menariknya.
Ingat bahwa atom itu kosong, itu artinya tubuh kita pun kosong. Kulom itu dikelilingi oleh elektron, partikel bermuatan negatif. Sesuatu yang bermuatan, entah itu positif atau negatif, akan menciptakan medan listrik.
Medan listrik inilah yang menyimpan energi, yang membuat dua partikel bermuatan yang sama, kalau didekatkan akan tolak-menolak, disebutnya gaya elektrostatik atau gaya kulom. Gaya elektrostatik inilah yang membuat atom-atom yang dikelilingi oleh elektron tidak akan saling bersentuhan. Mereka akan tolak-menolak, sama seperti dua kutub magnet yang sama didekatkan. Jadi ini fakta mengejutkannya. Walaupun tangan kalian merasa menyentuh sesuatu, dari sisi atom, sebenarnya tangan kalian tidak benar-benar menyentuhnya.
Justru sensasi solid itu, yang kalian rasakan, sebenarnya adalah manifestasi dari tolakan antar atom. Ketika elektron datang di jauh-jauh dari satu sama lain, mereka mulai mengepung satu sama lain, dan itulah mengapa hal-hal tersebut terlihat sejauh-jauh ketika mereka sebenarnya tidak. Sekarang, Anda mungkin berpikir bahwa saya berdiri di dalam kudang ini, tapi sebenarnya itu tidak benar.
Saya sebenarnya mengepung kudang ini, 10 ke-8 cm di atas kudang ini, karena elektron-elektron tubuh saya mengepung elektron kudang ini. Ya memang kedengarannya tidak masuk akal, tapi itulah akibatnya kalau belajar tentang atom. Dan itu pun kita belum masuk ke wilayah fisika kuantum.
Kalau kita masuk ke fisika kuantum, lebih kompleks lagi. Karena ada alasan lain mengapa tubuh kita serasa solid. Itu berarti Anda akan masuk ke realm kuantum.
Jadi dalam fisika kuantum, ada hukum-hukum yang berlaku di dunia partikel yang membuat atom itu bekerja. Salah satunya yang disebut prinsip larangan Pauli atau Pauli Exclusion Principle. Aturan ini melakukan prinsip larangan Pauli. melarang elektron untuk menempati posisi dan keadaan yang sama dengan elektron lain. Misalnya, dua elektron dalam satu orbit tidak boleh berotasi dengan cara yang sama.
Kalau yang satu berotasi searah jarum jam, yang lainnya harus berotasi berlawanan arah jarum jam. Nah, aturan ini membuat atom memiliki konfigurasi elektron. Semacam aturan bagaimana elektron-elektron ditempatkan di dalam atom. Jadi tidak sembarangan. Inilah yang membuat para ilmuwan bisa menyusun daftar atom dalam sebuah tabel yang kita kenal sebagai tabel periodik.
Karena bisa disusun berdasarkan konfigurasi elektronnya. Nah, akan tetapi, prinsip larangan Pauli ini juga menimbulkan konsekuensi lain. Yaitu atom-atom tidak bisa saling overlap satu sama lain. Mengapa? Karena elektron-elektron sudah punya slotnya masing-masing di dalam atom.
Mereka tidak bisa sembarangan pindah lintasan atau masuk ke atom lain tanpa izin. Yang bisa mereka lakukan adalah bekerjasama saling melengkapi kekurangan elektron di masing-masing atom. Itu pun terjadi pada kulit terluar atom. Ini yang membuat atom-atom bisa saling berikatan membentuk molekul, dan reaksi kimia bisa terjadi. Intinya adalah, baik gaya elektrostatik maupun prinsip larangan Pauli, adalah tembok yang membatasi atom-atom supaya tidak saling tembus.
Ditambah ikatan antar atom dan molekul, semua ini menjadikan tubuh kita serasa solid, dan tidak bisa menembus. lembus tembok. Tapi guys, cerita tentang atom tidak selesai sampai di situ.
Dalam fisika kuantum, sebuah objek tidak bisa dipandang sebagai objek fisik, seperti yang kita lihat sehari-hari. Kalian sebenarnya tidak bisa memandang elektron seperti bola kecil yang berputar-putar. Tapi elektron harus juga dipandang sebagai gelombang.
Gelombang yang dimaksud adalah gelombang probabilitas. Mungkin sulit menjelaskannya, tapi intinya elektron itu tidak punya posisi yang definitif. Artinya dia bisa di mana saja. Heisenberg Uncertainty Principle, yang mengatakan bahwa kita tidak bisa tahu posisi dan momentum objek.
Tapi semakin tepat kita menilai kecepatan partikel, semakin tepat kita bisa menilai posisinya di ruang. Maka hanya satu yang bisa dilakukan para ilmuwan, yaitu menghitung probabilitasnya. Berapa persen di satu tempat, berapa persen di tempat lain. Yang dalam fisika kuantum dirumuskan dalam fungsi gelombang.
Nah perilaku aneh ini membuat elektron dan partikel lainnya punya cara unik untuk melewati sebuah penghalang. Kita sudah bahas di awal tadi bahwa dalam pandangan klasik, ketika sebuah objek dihalangi, dia tidak bisa melewatinya kalau energinya tidak cukup. Tapi elektron, karena dia punya banyak kemungkinan posisi, menurut fungsi gelombangnya, ada kemungkinan tiba-tiba dia ada di sisi seberang.
Seolah-olah elektron itu melewati terowongan yang tak terlihat. Artinya, kalau kalian bisa mengatur setiap partikel di tubuh kalian sendiri, supaya bisa melakukan quantum tunneling, maka kalian bisa menemus dinding seperti vision. Tapi guys sayangnya itu peristiwa yang hampir mustahil terjadi. Mengapa?
Sekali lagi dalam pandangan kuantum semuanya adalah probabilitas. Kemungkinan terjadinya kuantum tunneling sangat kecil. Bisa kalian lihat dari fungsi gelomangnya yang semakin turun ketika melewati penghalang. Kuantum tunneling hanya bisa terjadi pada kasus-kasus khusus.
Tapi intinya kalau ada jutaan partikel mencoba melakukan kuantum tunneling mungkin hanya 1-2 partikel yang bisa melakukannya. Sedangkan manusia? berapa banyak partikel di tubuhnya.
Seorang fisikawan mencoba menghitung kemungkinan The Flash menembus diding menggunakan kuantum tunneling. Hasilnya luar biasa kecil. Tapi ada satu hal penting yang harus kalian catat.
Tanpa kuantum tunneling sebenarnya kalian pun tidak bisa hidup. Karena kuantum tunneling saat ini sedang terjadi, yaitu di matahari. Matahari bersinar karena di dalamnya terjadi reaksi nuklir yang disebut fusi.
Fusi adalah menyatunya dua inti atom hidrogen menjadi helium. yang disertai pelepasan energi berupa panas dan cahaya. Masalahnya untuk terjadi fusi, dua inti atom hidrogen harus sangat dekat sehingga reaksi bisa terjadi. Sedangkan sudah kita bahas tadi bahwa dua atom tidak bisa saling tembus karena ada gaya elektrostatik. Nah disinilah kuantum tunneling bekerja.
Dua inti atom hidrogen bisa menembus penghalang elektrostatik dengan cara kuantum tunneling. Ya walaupun kuantum tunneling probabilitasnya sangat kecil, tapi jumlah bahan bakar hidrogen di matahari luar biasa besar, bertriliun-triliunan ton. Dari sekian triliunan-triliunan atom hidrogen itu, maka ada jutaan ton hidrogen yang berhasil melakukan kuantum tunneling. dan reaksi fusi bisa terjadi.
Menurut perkiraan, sebanyak 600 juta ton hidrogen setiap detik diubah menjadi helium. Bayangkan kalau kuantum tunneling tidak ada, matahari tidak akan bersinar. Kuantum tunneling bukan hanya terjadi di matahari, tapi juga terjadi pada daun, yaitu pada proses fotosintesis. Partikel-partikel cahaya matahari yang disebut foton, masuk ke dalam daun menembus klorofil daun dengan cara kuantum tunneling.
Tanpa kuantum tunneling, daun tidak bisa memproses fotosintesis. Dan tanpa fotosintesis, daun tidak bisa hidup untuk menyuplai oksigen dan makanan pada manusia. Jadi ini bukan lagi soal the flash atau vision menembus dinding. Ini soal hidup.
Tanpa adanya keanehan di dunia kuantum seperti kuantum tunneling, kalian tidak bisa hidup. Jadi batasan-batasan ini, bahwa atom tidak bisa menembus atau sebagian atom bisa menembus, adalah hukum yang sudah diatur sedemikian rupa supaya hidup berjalan seperti yang semestinya.