Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

PRINSIP KETIDAKPASTIAN HEISENBERG Salah satu masalah terbesar dengan eksperimen kuantum adalah kecenderungan yang tampaknya tidak dapat dihindari manusia untuk mempengaruhi situasi dan kecepatan partikel yang begitu kecil. Hal ini terjadi hanya dengan pengamatan terhadap partikel, dan hal ini membuat para fisikawan kuantum frustrasi. Untuk mengatasi hal ini, fisikawan telah menciptakan sejumlah mesin yang rumit seperti akselerator partikel yang menghilangkan pengaruh manusia secara fisik dari proses percepatan partikel energi gerak. Namun, hasil campuran fisika kuantum ditemukan saat menguji partikel yang sama yang menunjukkan bahwa kita tidak bisa berbuat apa-apa kecuali mempengaruhi perilaku kuanta atau partikel kuantum. Bahkan cahaya yang digunakan para fisikawan untuk membantu mereka dapat memahami lebih jelas objek yang mereka amati dapat mempengaruhi perilaku kuanta. Foton, misalnya - ukuran terkecil cahaya, yang tidak memiliki muatan massa atau listrik - masih bisa mengikat partikel di sekitarnya, mengubah velositas dan kecepatan. Prinsip Ketidakpastian Heisenberg merupakan salah satu konsep dasar dari Quantum Fisika, dan merupakan dasar untuk realisasi awal ketidakpastian mendasar dalam kemampuan suatu percobaan untuk mengukur lebih dari satu variabel kuantum pada suatu waktu. Mencoba untuk mengukur posisi suatu partikel dasar untuk tingkat akurasi tertinggi, misalnya, mengarah ke meningkatnya ketidakpastian untuk dapat mengukur momentum partikel ke tingkat yang sama akurasi yang tinggi. Prinsip Heisenberg biasanya ditulis secara matematis dalam salah satu dari dua bentuk:

Pada intinya ketidakpastian energi (ΔE) kali ketidakpastian dalam waktu (Δt) atau ketidakpastian dalam posisi dikalikan ketidakpastian momentum (Δp) lebih besar atau sama dengan dengan konstanta h/4π (h/4π = 0,527 . 10-34 J. s). Bayangkan bahwa Anda seorang yang buta dan dari waktu ke waktu Anda mengembangkan sebuah teknik untuk menentukan seberapa jauh obyek dengan melemparkan bola yang dirancang khusus untuk eksperimen anda. Jika Anda melemparkan bola dekat dengan tempat

anda duduk, maka bola akan kembali dengan cepat, dan Anda akan tahu bahwa lemparan yang anda buat dekat. Jika Anda melemparkan bola pada sesuatu yang letaknya di seberang jalan, maka akan memakan waktu lebih lama untuk kembali, dan Anda akan tahu bahwa benda tersebut jauh. Masalahnya adalah bahwa ketika Anda melemparkan bola - terutama bola yang berat – pada benda seperti bangku, maka bola mungkin menabrak beberapa benda dalam ruangan, tetapi walaupun demikian masih terdapat momentum yang cukup sehingga bola tersebut kembali. Anda dapat mengatakan dimana benda lain yang tertabrak, bukan dimana benda tersebut sekarang. Selain itu anda dapat menghitung velositas benda yang anda lempar dengan bola, tetapi Anda tidak tahu kecepatannya sebelum anda lempar dengan bola.

Ini adalah masalah yang diungkapkan oleh Prinsip Ketidakpastian Heisenberg. Untuk mengetahui kecepatan quark maka kita harus mengukurnya, dan untuk melakukan pengukuran, kita dipaksa untuk mempengaruhinya. Hal yang sama berlaku untuk mengamati posisi obyek. Ketidakpastian tentang posisi suatu objek dan kecepatan membuat sulit bagi fisikawan untuk menentukan banyak hal tentang objek. Tentu saja, fisikawan tidak persis melemparkan bola pada kuanta untuk melakukan pengukuran, karena gangguan sekecil apa pun dapat membuat partikel yang begitu kecil menghasilkan perilaku yang berbeda. Inilah sebabnya mengapa fisikawan kuantum dipaksa untuk menciptakan eksperimen pemikiran berdasarkan pengamatan dari percobaan nyata yang dilakukan pada tingkat kuantum. Percobaan pikiran ini dimaksudkan untuk membuktikan atau menyangkal interpretasi - penjelasan terhadap seluruh teori kuantum.