Istilah Quanta (plural: quantum) dipopulerkan oleh fisika, yang merujuk pada satuan terkecil dari cahaya (foton). Penemuan sifat partikel (selain sifat gelombang) cahaya ini memulai perkembangan baru fisika, meloncat dari konsep klasik kepada konsep yang lebih modern, lazim dikenal sebagai fisika kuantum atau juga fisika modern. Untuk memahaminya mau tidak mau mesti mengenal barang sedikit fisika klasik (newtonian, maxwellian) dan fundamentalnya perubahan paradigma yang diperkenalkan fisika kuantum.
Penemu teori kuantum adalah Max Karl Ernst Ludwig Planck (lahir di Kiel, 23 April 1858 – wafat di Goettingen, 4 Oktober 1947 pada umur 89 tahun) seorang fisikawan Jerman. Lahir di Kiel, Planck memulai karir fisikanya di Universitas München di tahun 1874, lulus pada tahun 1879 di Berlin. Dia kembali ke München pada tahun 1880 untuk mengajar di universitas itu, dan pindah ke Kiel pada 1885. Di sana ia menikahi Marie Mack pada tahun 1886. Pada tahun 1889, dia pindah ke Berlin, di mana sejak 1892 dia menduduki jabatan teori fisika.
Pada 1899, dia menemukan sebuah konstanta dasar, yang dinamakan konstanta Planck, dan, sebagai contoh, digunakan untuk menghitung energi foton. Juga pada tahun itu, dia menjelaskan unit Planck yang merupakan unit pengukuran berdasarkan konstanta fisika dasar. Satu tahun kemudian, dia menemukan hukum radiasi panas, yang dinamakan Hukum radiasi badan hitam Planck. Hukum ini menjadi dasar teori kuantum, yang muncul sepuluh tahun kemudian dalam kerja samanya dengan Albert Einstein dan Niels Bohr.
Dari tahun 1905 sampai 1909, Planck berlaku sebagai kepala Perkumpulan Fisikawan Jerman (Deutsche Physikalische Gesellschaft). Istrinya meninggal pada tahun 1909, dan satu tahun kemudian dia menikahi Marga von Hoesslin. Pada tahun 1913, dia menjadi kepala Universitas Berlin. Untuk dasar dari fisika kuantum, dia diberikan penghargaan Nobel bidan fisika pada tahun 1918. Sejak tahun 1930 sampai 1937, Planck adalah kepala Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (KWG, Persatuan-Kaisar-Wilhelm untuk peningkatan dalam sains).
Selama Perang Dunia II, Planck mencoba meyakinkan Adolf Hitler untuk mengampuni ilmuwan Yahudi. Anak Planck, Erwin, dihukum mati pada 20 Juli, 1944, karena pengkhianatan dalam hubungan dengan pencobaan pembunuhan Hitler. Setelah kematian Planck pada 4 Oktober 1947 di Göttingen, KWG diubah namanya menjadi Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (MPG, Persatuan-Max-Planck untuk Peningkatan dalam Sains).
Kuantum (english: Quantum) merupakan satuan terkecil energi. Pada zaman fisika klasik, energi dianggap merupakan bilangan kontinu dan merangkum seluruh nilai yang ada, bisa saja energi bernilai nol atau 3,142 atau 2,718 atau apa saja.
Pada tahun 1900, Max Planck menemukan bahwa energi berbanding lurus terhadap frekuensi, suatu penemuan yang ketika itu sangat radikal karena dalam tafsiran klasik energi bergantung kepada kuadrat amplitudo, bukan frekuensi seperti yang dihipotesakan oleh Planck.
Percobaan yang dilakukan oleh Planck terhadap benda yang dipanaskan menunjukkan adanya ketergantungan energi terhadap frekuensi. Planck mendapatkan suatu konstanta alam yang dinamakan dengan nama dirinya, konstanta Planck dengan nilai 6,626 x 10^-34 Js. Konstanta tersebut ditemukan oleh Planck setelah beliau ingin mencocokkan hipotesanya dengan kurva percobaan yang dihasilkan oleh Wien. Beliau mencoba dengan bilangan yang besar. Tetapi karena bilangan yang besar menyebabkan berlakunya bencana ultraungu (ultraviolet catastrophe), beliau mencoba lagi dengan bilangan yang sangat kecil. Disini beliau mendapatkan kesimpulan bahwa konstanta yang cocok bagi kurva Wien adalah konstanta yang bernilai sangat kecil dan berhingga tetapi bukan nol. Disini Planck menyimpulkan bahwa terdapat satuan energi yang lebih kecil dan diskret, bukan kontinu.
Fisika kuantum merupakan fisika yang dilahirkan dari penemuan Planck tentang satuan terkecil energi. Fisika kuantum juga membahas tentang adanya kejadian lain dalam fisika yang tidak dapat dirumuskan oleh fisika klasik seperti energi titik nol, prinsip ketidakpastian Heisenberg, Interpretasi Born tentang fungsi gelombang serta fungsi gelombang sebagai pembawa informasi dari partikel.
Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tapi diskrit — berupa ‘paket’ atau ‘kuanta’. Konsep ini revolusioner — bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.
Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.
Bidang kimia kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London, yang mempublikasikan penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan Amerika Linus Pauling.
Berawal pada 1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan.
Pembelajaran kuantum merupakan suatu teknik pembelajaran yang meniru prinsip kuantum dimana seseorang yang sudah menguasai suatu level pembelajaran bisa melompat ke level yang lebih tinggi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar