Rabu, 16 Mac 2022

6.07 Keterkaitan Kuantum dan Alam Berbilang

 Keterkaitan Kuantum dan Alam Berbilang

 


Pengenalan prinsip kebarangkalian dan ketidaktentuan ke dalam mekanik kuantum telah menyebabkan Einstein mengambil pendirian negatif terhadap mekanik kuantum. Beliau telah memberikan beberapa kritikan terhadap prinsip ketidaktentuan, termasuklah penolakan beliau ke atas kebarangkalian dan ketidaktentuan dengan kenyataan beliau yang terkenal: “Tuhan tidak bermain dengan dadu.”

 

Beliau telah membentangkan beberapa kritikan berikut di dalam persidangan saintifik. Kritikan ini diberikan respon seperti berikut:

 

Mengikuti beberapa debat Solvay yang sebelumnya tidak mempunyai sebarang kesimpulan, Einstein telah menyedari bahawa permasalahan metafizikal tidak akan membawa manfaat. Beliau memerlukan suatu demonstrasi yang khusus, kuantitatif yang menunjukkan kewujudan masalah, dan apabila beliau tiba di Brussels, beliau menyangka telah menemuinya. Beliau ingin membuktikan kepada Bohr dan pelajar-pelajarnya bahawa prinsip ketidaktentuan, yang kini dianggap sebagai prinsip asas mekanik kuantum bukanlah kebenaran terakhir. Beliau telah menemui suatu jalan alternatif, suatu jalan yang dapat mengambil lebih banyak maklumat dari sebuah eksperimen yang dibenarkan oleh hukum Heisenberg.

 

Eksperimen tersebut, tentunya bukanlah sebuah eksperimen sebenar, namun merupakan sebuah lagi eksperimen kegemaran Einstein, eksperimen pemikiran. Ia adalah sebuah ujikaji yang tidak dapat dilakukan di dalam mana-mana makmal, namun ia dilakukan dalam hukum fizik. Sebagai tambahan, menurut Einstein, hukum fizik di dalam keadaan ini membuktikan eksperimen tersebut akan memberikan hasil yang lebih baik dari apa yang dibenarkan oleh Heisenberg. Ia sangat mudah namun tidak bisa dibangkang.

 

Bayangkan beberapa foton dalam kotak, kata Einstein, dan lengkapkan kotak itu dengan pengatup yang dikendalikan oleh jam. Biarkan pengatup terbuka seketika, pada masa yang ditetapkan dengan tepat, supaya satu foton terlepas.  Timbang kotak itu. Timbang kotak tersebut sebelumnya dan timbang semula selepas itu.  Daripada E=mc2, perubahan berat akan memberikan tenaga foton yang terlepas. Salah satu versi prinsip Heisenberg menyebutkan bahawa, semakin anda cuba mengukur tenaga sesuatu peristiwa kuantum dengan tepat, semakin kurang anda boleh mengetahui masa ia berlaku. Di dalam penghuahan tersebut Einstein, beliau mempercayai bahawa sekatan itu tidak terpakai.

 

 

Delusi Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 465

 

 

Beliau dapat mengukur tenaga foton yang telah terlepas, dan beliau juga tahu masa ia meninggalkan kotak tersebut, dan beliau juga boleh mengukut kedua-duanya secara bebas, setepat yang beliau mahukan.  Einstein dengan rasa kemenangan telah mengisytiharkan, beliau boleh mengalahkan prinsip ketidaktentuan,

 

Léon Rosenfeld, seorang ahli fizik Belgium yang akan pada suatu hari nanti menjadi pembantu Bohr di Copenhagen pada tahun berikutnya, secara tidak rasmi menyertai pertemuan di Solvay tetapi beliau tetap datang ke Brussels untuk menjadi pemerhati kepada pertandingan itu. Beliau tiba di kelab universiti, tempat para peserta menginap, tepat pada masanya untuk dapat melihat Einstein yang berseri-seri, pulang dari sesi perdebatan sambil "diikuti oleh gelanggang yang lebih kecil". Einstein duduk dan dengan rasa gembira, telah menggambarkan eksperimen pemikiran anti-Heisenbergnya di hadapan "para pengkagumnya."

 

Kemudian Bohr tiba, kelihatan "benar-benar seperti anjing yang telah dibelasah, dengan kepala tergantung." Beliau dan Rosenfeld makan malam bersama-sama, disertai oleh ahli fizik lain singgah di meja mereka. Bohr "sangat, sangat teruja," menegaskan bahawa Einstein tidak mungkin betul, kerana ini bermaksud akan berakhirnya teori kuantum. Tetapi beliau tidak dapat mengenalpasti kecacatan penghujahan Einstein dengan tepat.  Kemudian pada waktu petang beliau telah memujuk Einstein dengan cara yang sama, namun Einstein dengan tenang tidak memberi perhatiannya.

 

Namun pada keesokan paginya, giliran Bohr pula untuk berwajah gembira.  Semalaman telah beliau fikirkan bahawa Einstein telah melakukan kesilapan ironis dengan mengabaikan salah satu akibat daripada teori relativiti amnya sendiri. Katakan, hujah Bohr, kotak yang mengandungi foton itu digantung pada sejenis neraca spring untuk mengukur beratnya. Pada saat foton itu terlepas, hujahnya, kotak tersebut, yang telah berkurang beratnya, akan terbidas sedikit melawan graviti. Ini telah mewujudkan dua akibat yang serius. Pertama sekali, lantunan ringan kotak tersebut telah menghasilkan ketidaktentuan dalam pengukuran jisimnya, yang dapat diterjemahkan sebagai ketidaktentuan di dalam deduksi tenaga foton yang telah pergi. Yang kedua, dan secara lebih halus, gerakan kotak tersebut telah menyebabkan perubahan kadar pusingan jam. Ini kerana, seperti yang telah dibuktikan oleh Einstein sendiri pada satu dekad setengah sebelumnya, sebuah jam itu bergerak pada kadar yang berubah ketika ia melalui medan graviti.

 

Bohr menerangkan dengan penuh kepuasan bahawa hasil dari dua ketidaktentuan ini, iaitu pada tenaga dan masa, adalah hakikat sebenar prinsip Heisenberg. Einstein, yang merasa hampa apabila keterujaannya untuk membuktikan Heisenberg telah membuatkan beliau terlepas pandang prinsip fiziknya sendiri, tidak mempunyai pilihan melainkan untuk menerima kekalahannya. Bohr tidak bermegah. Di dalam kenyataan lewat beliau berkenaan peristiwa ini, beliau tidak dapat menyebutkan dengan tuntas bahawa beliau benar dan Einstein salah.  Sebaliknya beliau menekankan kepada ketelitian Einstein yang sentiasa menunjukkan tempat

 

 

Delusi Ateisme oleh Ahmad Al-Hassan 466

 

 

percanggahan antara fizik klasikal dan kuantum. Beliau memuji pengaruh Einstein dalam mendorong ahli fizik kuantum - merujuk kepada diri beliau - untuk menjelaskan sifat dan keganjilan subjek yang baru ini.

 

Tanpa mengambil kira pujian bermadah Bohr, fakta masih kekal bahawa Einstein telah menerima tamparan hebat dari mekanik kuantum dan prinsip ketidaktentuan. Walaupun Heisenberg, Pauli dan selebihnya hanya mengambil peranan luaran dalam pertarungan intelektual ini, “kami semua merasa gembira dan merasakan kami telah memenangi permainan ini,” ujar Heisenberg seterusnya.

 

Setelah ditewaskan dalam percubaan terakhirnya untuk membuktikan mekanik kuantum mempunyai kecacatan, Einstein telah pulang semula kepada aduan awal beliau yang lebih bersifat fundamental. Mekanik kuantum mungkin bersifat koheren secara logika - namun ia pastinya bukan kebenaran yang hakiki. Nasib, kebarangkalian, dan ketidaktentuan, tekan beliau, terhasi daripada pemahaman cetek ahli fizik terhadap dunia yang mereka cuba gambarkan dair teori mereka. Hujah nakal Bohr, Heisenberg dan lain-lain sebenarnya tidak lebih dari sekadar menutup kesukaran yang penyelesaian sebenarnya terletak di tempat lain. Beliau masih meyakini bahawa suatu hari nanti, sebuah teori yang lebih lengkap akan ditemui dan mekanik kuantum menjadi sekadar sejarah, bersama lain-lain hipotesis yang gagal.[1]

 

Kritikan lain yang turut menjadi hujah Einstein, serta dikongsi oleh dua lagi penyelidik,  dikenali sebagai paradoks EPR.

 

 

Sebelum ✡✡ Kandungan ✡✡ Berikutnya

 

 

 

Tiada ulasan: