KOMPAS.com - Pernahkah kamu merasa seperti pekerjaanmu tak pernah selesai, dan membayangkan betapa enaknya jika kamu bisa berada di dua tempat sekaligus, menyelesaikan tugas yang berbeda pada waktu yang bersamaan?
Ternyata, dalam dunia mekanika kuantum, hal yang sepertinya mustahil itu memang ada, dan disebut dengan superposisi kuantum.
Superposisi kuantum adalah keadaan di mana partikel subatomik, seperti elektron atau foton, dapat berada dalam dua atau lebih kondisi sekaligus hingga diamati atau diukur.
Ini adalah konsep menakjubkan sekaligus aneh yang kini banyak dibicarakan di kalangan ilmuan dan penggian dunia kuantum. Untuk lebih memahami superposisi kuantum, yuk simak penjelasannya di bawah ini!
Baca juga: Apa itu Mekanika Kuantum?
Superposisi kuantum
Satu konsep yang paling sering dibahas dan membingungkan banyak orang adalah superposisi kuantum. Tapi apa sebenarnya makna di balik istilah ini yang terdengar begitu abstrak?
Superposisi kuantum adalah keadaan ketika sebuah partikel bisa berada dalam dua atau lebih kondisi sekaligus.
Misalnya, dua lokasi, dua kecepatan, atau dua energi yang berbeda, hingga ada pengamatan yang "memaksanya" untuk memilih satu kondisi.
Artinya, sebelum diamati, partikel itu bisa saja berada di dua tempat pada waktu yang sama. Fenomena ini hanya bisa dipahami dalam kerangka mekanika kuantum, bukan hukum fisika klasik yang kita temui sehari-hari.
Baca juga: Cepat Rambat Gelombang Elektromagnetik Menurut James Clerk Maxwell
Analogi sederhana: gelombang di kolam airUntuk memahami superposisi, bayangkan kamu menyentuh permukaan kolam di dua titik berbeda secara bersamaan.
Dilansir dari Caltech Science Exchange, gelombang yang terbentuk dari masing-masing titik akan menyebar dan saling tumpang tindih, menciptakan pola yang kompleks. Inilah gambaran sederhana dari superposisi gelombang.
Dalam fisika kuantum, objek seperti elektron dan foton juga memiliki sifat gelombang yang bisa saling tumpang tindih dan membentuk superposisi.
Namun berbeda dari air, gelombang kuantum bersifat matematis. Gelombang ini dinyatakan dalam bentuk fungsi gelombang, yang menggambarkan probabilitas partikel berada dalam keadaan tertentu.
Misalnya, dalam keadaan superposisi, elektron bisa berada di dua tempat sekaligus, atau bergerak dengan dua kecepatan yang berbeda, masing-masing dengan peluang tertentu untuk diamati.
Baca juga: Difraksi Cahaya pada Celah Tunggal dan Kisi
Superposisi dan eksperimen celah ganda
Dilansir dari Tech Target, keberadaan superposisi dibuktikan melalui eksperimen celah ganda yang sangat terkenal.
Ketika seberkas cahaya atau partikel seperti elektron diarahkan ke penghalang dengan dua celah, dan kemudian ditangkap di layar, hasilnya bukan dua pola garis seperti yang kita duga, melainkan pola interferensi, ciri khas dari gelombang.
Yang mengejutkan, ketika eksperimen ini dilakukan dengan partikel tunggal yang dikirim satu per satu, pola interferensi tetap muncul.
Ini seolah menunjukkan bahwa satu partikel bisa lewat melalui dua celah sekaligus, itulah superposisi dalam aksi.
Namun, saat alat deteksi ditambahkan untuk mengetahui lewat celah mana partikel itu sebenarnya melintas, efek interferensi langsung hilang.
Partikel hanya memilih satu jalur. Proses ini disebut dekoherensi kuantum, saat superposisi "runtuh" akibat pengamatan manusia atau interaksi dengan lingkungan.
Baca juga: Jenis Polarisasi Cahaya dan Pemutaran Bidang Polarisasi
Filosofi kucing schrödinger: hidup dan mati sekaligus
Untuk menjelaskan absurditas konsep ini, fisikawan Erwin Schrödinger menciptakan eksperimen pemikiran yang terkenal: kucing Schrödinger.
Dalam eksperimen ini, seekor kucing diletakkan dalam kotak tertutup bersama zat radioaktif yang bisa membunuhnya atau tidak dalam satu jam.
Selama kotak belum dibuka, kucing tersebut dianggap hidup dan mati dalam waktu bersamaan.
Baru ketika seseorang membuka kotaknya dan mengamatinya, salah satu kenyataan dipilih. Contoh ini menggambarkan betapa aneh dan menantangnya logika dalam dunia kuantum.
Baca juga: Pertentangan Antara Relativitas dan Mekanika Kuantum
Apa itu Hari Kuantum Sedunia?
Bagaimana, apakah kamu sudah benar-benar paham tentang konsep superposisi kuantum?
Tadi kita sudah membahas bagaimana partikel bisa berada dalam dua keadaan sekaligus, sebuah fenomena yang cukup sulit dipahami namun sangat menarik.
Nah, tahukah kamu bahwa hari ini adalah Hari Kuantum Sedunia?
Seperti yang kita pelajari, hari ini adalah momen yang tepat untuk merayakan dan semakin mendalami ilmu kuantum yang begitu mempengaruhi kehidupan kita, termasuk konsep superposisi kuantum yang baru saja kita bahas.
Dilansir dari situs resmi World Quantum Day, Hari Kuantum Sedunia 14 April 2025 adalah perayaan tahunan yang bertujuan mengedukasi masyarakat tentang pentingnya sains dan teknologi kuantum.
Tanggal 14 April (4/14) dipilih karena merupakan bentuk pembulatan dari konstanta Planck: 4,1356677 × 10⁻¹⁵ eV⋅s, angka yang menjadi dasar fisika kuantum modern.
Konstanta ini pertama kali diperkenalkan oleh fisikawan Jerman, Dr. Max Planck, pada tahun 1900 dan sejak itu menjadi landasan untuk memahami bagaimana partikel subatomik berperilaku.
Konstanta Planck juga sangat penting karena mendasari hampir seluruh konsep mekanika kuantum hingga mekanika modern. Tahukah kamu, bahwa konstanta Planck juga turut membantu kita mendefinisikan kilogram?
Ya benar, kilogram adalah satuan berat yang kita gunakan dalam menggambarkan berbagai massa benda dalam kehidupan sehari-hari.
Baca juga: Dasar Teori dan Model Atom Mekanika Kuantum
Dilansir dari The National Quantum Coordination Office, dari mekanika kuantum dan konstanta Planck, ilmuwan dan insinyur telah mampu menciptakan teknologi revolusioner yang kini tak terpisahkan dari hidup kita.
Teknologi seperti chip semikonduktor, lampu LED, monitor, hingga laser lahir dari prinsip-prinsip kuantum. Bahkan, GPS yang kita andalkan setiap hari bergantung pada jam atom super presisi berbasis mekanika kuantum.
Di dunia medis, pemindaian MRI yang menyelamatkan banyak nyawa juga tak lepas dari sains ini.
Dan kini, kita tengah menyongsong masa depan yang dipenuhi oleh kemungkinan baru, yaitu komputer kuantum, sensor kuantum, hingga komunikasi kuantum.
Di mana semua teknologi tersebut berakar dari pemahaman luar biasa tentang dunia tak kasatmata ini.
Baca juga: Sejarah Perkembangan Komputer dari Masa ke Masa
Filosofi Hari Kuantum Sedunia
Makna Hari Kuantum Sedunia lebih dari sekadar merayakan angka. Ini adalah momen untuk menghargai bagaimana fisika kuantum telah mengubah hidup kita dari teknologi seperti GPS, MRI, chip semikonduktor, hingga komputer kuantum yang akan menjadi masa depan.
Filosofi Hari Kuantum Sedunia adalah membawa ilmu kompleks ini ke ranah publik, agar siapa pun, bukan hanya ilmuwan, bisa memahami bahwa dunia kuantum hadir di sekitar kita setiap hari.
Sehingga, Hari Kuantum Sedunia adalah perayaan tahunan global yang bertujuan meningkatkan pemahaman publik tentang sains dan teknologi kuantum melalui berbagai kegiatan kreatif yang diinisiasi oleh komunitas ilmiah dan masyarakat umum.
Baca juga: Penemuan Efek Fotolistrik: Langkah Penting bagi Mekanika Kuantum
Sehingga dapat disimpulkan bahwa Hari Kuantum Sedunia 14 April 2025 adalah waktu yang tepat untuk bertanya lebih dalam, bagaimana alam semesta ini bekerja di tingkat terkecilnya.
Dengan memahami superposisi kuantum, mengenal konstanta Planck, dan melihat bagaimana sains kuantum memengaruhi kehidupan, kita tak hanya lebih menghargai teknologi, tapi juga makin peka terhadap keajaiban ilmiah yang tersembunyi di balik kehidupan sehari-hari.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.