Ya, semasa hidupnya tak habis ia membuat bingung orang-orang, bahkan karya-karyanya yang fenomenal hingga sekarang pun masih banyak membuat bingung kebanyakan orang. Itulah Einstein. Kali ini, saya ingin membuat kita memutar otak hingga bingung, siap? Ini dia, pada tahun 1935, Einstein bersama temannya, Boris Podolsky dan Nathan Rosen, memaparkan mekanika kuantum dari sistem dua partikel.
Ketiga orang di atas ini, mempersiapkan sebuah "gagasan eksperimen" yang sekarang disebut sebagai eksperimen EPR, nama tersebut diambil dari nama depan ketiga orang ini, yang memperkirakan hasil yang amat sangat aneh sehingga Einstein pun menolaknya dan menyimpulkan bahwa prediksi seperti itu mengindikasikan kerusakan mendalam di dalam mekanika kuantum. Singularitas seperti apakah yang menyebabkan hal itu terjadi? Eksperimen EPR yang diselesaikan pada tahun 1980-an dan hasil aneh yang diprediksi oleh mekanika kuantum merupakan kenyataan yang terobservasi. Mari kita bahas dan juga agar lebih mudah masuk ke otak para pembaca, saya akan memberikan sebuah analogi sederhana.
Perhatikan gambar partikel di atas, sebuah sumber S adalah partikel berwarna biru di tengah yang memancarkan dua foton, yang diberi tanda A dan B, secara simultan dan dalam arah yang berlawanan. Masing-masing foton memiliki sifat tertentu yang kita anggap dengan nama sifat X yang mungkin juga memiliki dua nilai, katakanlah X1 dan X2. Sifat tersebut sebenarnya merupakan arah polarisasi dan gelombang probabilitas kuantum yang terkait dengan foton, tetapi hal itu tak perlu kita bahas hingga rinci. Karena cara dari dua foton dihasilkan yang secara simultan, di dalam suatu pemancaran terkoordinasi, hal ini selalu benar bahwa apabila foton A memiliki nilai X1 maka foton B pastik akan memiliki nilai X2, dan juga berlaku sebaliknya. Tidak terdapat keanehan apa-apa pada hal tersebut.
Dua foton ini, secara bersama-sama, membentuk suatu sistem kuantum tunggal yang dapat berada di dalam dua keadaan; kita dapat menyebut keadaan-keadaan tersebut sebagai (AX1, BX2) dan keadaan (AX2, BX1). Sebelum sembarang pengukuran dilakukan, mekanika kuantum memprediksi bahwa keadaan sebenarnya dari sistem dua foton ini merupakan campuran bagian yang sama dari kedua keadaan. Kita dapat bayangkan sistem dua partikel yang berisolasi antara keadaan tersebut, menggunakan waktu yang sama pada kedua keadan.
Dengan membuat suatu pengukuran yang cocok pada foton A, seorang praktikan dapat memilih untuk menyatakan salah satu dari nilai X1 atau nilai X2 dari foton ini. Sekarang kita katakan bahwa praktikan memilih untuk mengungkapkan nilai X1. Hal ini kemudian mengikuti bahwa sistem dua partikel tidak lagi merupakan campuran dari keadaan (AX1, BX2) dan (AX2, BX1). Peran dari pengukuran menyebabkan sistem "runtuh" ke dalam keadaan (AX1, BX2) sendiri. Sebuah pengukuran yang dibuat pada foton B harus menyatakan hanya nilai X2. Secara singkat, jenis pengukuran yang diadakan pada A (sebuah materi yang dengan cara sembarang dipilih) secara otomatis menghilangkan sembarang pilihan untuk keadaan foton B! Mekanika kuantum memperkirakan ini menjadi benar meskipun foton terpisah dengan jarak yang amat jauh yang mungkin sejauh ribuan kilometer ketika pengukuran pertama dilakukan.; dalam hal ini tidak aneh apabila jika Einstein yang menyebut prediksi ini sebagai "aksi menakutkan pada suatu jarak". Namun, eksperimen pada tahun 1980-an, menunjukkan bahwa ini adalah tepat apa yang terjadi. Banyak fisikawan menerima hasil dari eksperimen ini sebagai suatu persetujuan yang mengesankan dari kebenaran mekanika kuantum.
Dua foton ini, secara bersama-sama, membentuk suatu sistem kuantum tunggal yang dapat berada di dalam dua keadaan; kita dapat menyebut keadaan-keadaan tersebut sebagai (AX1, BX2) dan keadaan (AX2, BX1). Sebelum sembarang pengukuran dilakukan, mekanika kuantum memprediksi bahwa keadaan sebenarnya dari sistem dua foton ini merupakan campuran bagian yang sama dari kedua keadaan. Kita dapat bayangkan sistem dua partikel yang berisolasi antara keadaan tersebut, menggunakan waktu yang sama pada kedua keadan.
Dengan membuat suatu pengukuran yang cocok pada foton A, seorang praktikan dapat memilih untuk menyatakan salah satu dari nilai X1 atau nilai X2 dari foton ini. Sekarang kita katakan bahwa praktikan memilih untuk mengungkapkan nilai X1. Hal ini kemudian mengikuti bahwa sistem dua partikel tidak lagi merupakan campuran dari keadaan (AX1, BX2) dan (AX2, BX1). Peran dari pengukuran menyebabkan sistem "runtuh" ke dalam keadaan (AX1, BX2) sendiri. Sebuah pengukuran yang dibuat pada foton B harus menyatakan hanya nilai X2. Secara singkat, jenis pengukuran yang diadakan pada A (sebuah materi yang dengan cara sembarang dipilih) secara otomatis menghilangkan sembarang pilihan untuk keadaan foton B! Mekanika kuantum memperkirakan ini menjadi benar meskipun foton terpisah dengan jarak yang amat jauh yang mungkin sejauh ribuan kilometer ketika pengukuran pertama dilakukan.; dalam hal ini tidak aneh apabila jika Einstein yang menyebut prediksi ini sebagai "aksi menakutkan pada suatu jarak". Namun, eksperimen pada tahun 1980-an, menunjukkan bahwa ini adalah tepat apa yang terjadi. Banyak fisikawan menerima hasil dari eksperimen ini sebagai suatu persetujuan yang mengesankan dari kebenaran mekanika kuantum.
Sebelum melanjutkan pembahasan kita, ini ada hubungan apa menaruh foto Bart Simpson dengan 50 Cent di atas? Sebenarnya saya sendiri senyum-senyum ketika memilih foto ini, tapi inilah bagian dimana saya akan menjelaskan analogi mudah dari penjelasan yang panjang dan rumit di atas. Begini, sekarang andaikan bahwa sebuah permen karet dapat berada di dalam salah satu dari dua keadaan, merah atau hijau. Atur si Bart dan 50 Cent bertemu di Los Angeles untuk berduel. Kemudian setelah duel yang hebat, buat si Bart bergerak ke arah Boston, sambil membawa sebuah permen karet dari setiap warna. Dan 50 Cent bergerak ke arah Chicago, dengan sebuah permen karet dari setiap warna di dalam sakunya (Duh maaf ya 50 Cent, sangar-sangar tapi bawanya permen karet). Nah pada waktu tertentu, buat Bart, tanpa berkomunikasi dalam bentuk apapun dengan 50 Cent, memutuskan untuk memakan salah satu dari permen karet yang dibawanya dan dengan sengaja memilih yang berwarna merah. Setelah waktu ini, misalkan 50 Cent tanpa melihat, menarik sebuah permen karet dari sakunya; di sinilah bagian yang penting, karena ia akan selalu menemukan permen karet yang berwarna hijau. Selanjutnya, permen karet hijau milik Bart dan permen karet merah milik 50 Cent akan hilang dengan mudah: sistem tersebut jatuh ke dalam keadaan permen karet, merah Bart, permen karet, hijau 50 Cent.
Apabila Bart memilih untuk memakan permen karet hijau miliknya, sistem dua permen karet tersebut akan jatuh ke dalam keadaan hijau Bart, keadaan merah 50 Cent, dan dua permen karet lain akan hilang. Jadi, di dalam analogi kita, pilihan sembarang Bart di Boston menentukan warna dari permen karet milik 50 Cent yang ditarik keluar dari sakunya di Chicago. Sungguh-sungguh kejadian yang menakutkan bukan? Kalau anda sempat tersentak kaget ketika membaca ini, anda memiliki nasib yang hampir sama seperti saya saat pertama kali membaca ini.
Apabila anda sebenarnya mencoba eksperimen Bart-50 Cent, ini tentu tidak akan membuktikan seperti apa yang sudah kita bahas, kenapa? Karena ini hanyalah analogi untuk mempermudah penjelasan dari sistem dua keadaan di atas. Untuk membuat analogi yang tepat, kita akan memberi "permen karet kuantum" tunggal milik Bart dan 50 Cent yang masing-masing berwarna hijau dan merah pada waktu yang sama, masing-masing permen karet mengganti secara cepat antara dua keadaan di dalam suatu cara yang terkait. Sifat kuantum seperti demikian sangat kecil untuk objek sebesar permen karet sehingga sia-sia untuk mencoba mendeteksi sifat kuantum yang demikian. Namun, pada tingkat kuantum, kejadian seperti itu benar-benar terjadi. Hal ini mungkin terlihat sangat aneh dan sedikit di luar tingkat rasional kita, tapi itulah Dunia yang sesungguhnya.
Saya menjadi teringat dengan kata-katanya Niels Bohr yang mengatakan bahwa apabila anda tidak bingung dengan mekanika kuantum, maka anda tidak benar-benar mengerti tentang hal itu. Penuh keanehan di dalam prediksi-prediksi mekanika kuantum, tetapi bukan berarti aneh itu tak bisa dijelaskan, ketika eksperimen sudah ditunjukkan, disitulah kebenaran dari keanehan-keanehan adalah benar. - Halim
Apabila Bart memilih untuk memakan permen karet hijau miliknya, sistem dua permen karet tersebut akan jatuh ke dalam keadaan hijau Bart, keadaan merah 50 Cent, dan dua permen karet lain akan hilang. Jadi, di dalam analogi kita, pilihan sembarang Bart di Boston menentukan warna dari permen karet milik 50 Cent yang ditarik keluar dari sakunya di Chicago. Sungguh-sungguh kejadian yang menakutkan bukan? Kalau anda sempat tersentak kaget ketika membaca ini, anda memiliki nasib yang hampir sama seperti saya saat pertama kali membaca ini.
Apabila anda sebenarnya mencoba eksperimen Bart-50 Cent, ini tentu tidak akan membuktikan seperti apa yang sudah kita bahas, kenapa? Karena ini hanyalah analogi untuk mempermudah penjelasan dari sistem dua keadaan di atas. Untuk membuat analogi yang tepat, kita akan memberi "permen karet kuantum" tunggal milik Bart dan 50 Cent yang masing-masing berwarna hijau dan merah pada waktu yang sama, masing-masing permen karet mengganti secara cepat antara dua keadaan di dalam suatu cara yang terkait. Sifat kuantum seperti demikian sangat kecil untuk objek sebesar permen karet sehingga sia-sia untuk mencoba mendeteksi sifat kuantum yang demikian. Namun, pada tingkat kuantum, kejadian seperti itu benar-benar terjadi. Hal ini mungkin terlihat sangat aneh dan sedikit di luar tingkat rasional kita, tapi itulah Dunia yang sesungguhnya.
Saya menjadi teringat dengan kata-katanya Niels Bohr yang mengatakan bahwa apabila anda tidak bingung dengan mekanika kuantum, maka anda tidak benar-benar mengerti tentang hal itu. Penuh keanehan di dalam prediksi-prediksi mekanika kuantum, tetapi bukan berarti aneh itu tak bisa dijelaskan, ketika eksperimen sudah ditunjukkan, disitulah kebenaran dari keanehan-keanehan adalah benar. - Halim
