Kucing Schrödinger
Kucing Schrödinger adalah suatu eksperimen pikiran, terkadang digambarkan juga sebagai paradoks, yang dirancang oleh fisikawan Austria Erwin Schrödinger pada tahun 1935. Eksperimen ini menggambarkan apa yang dilihatnya sebagai masalah interpretasi Kopenhagen mekanika kuantum yang diterapkan pada objek sehari-hari. Skenario ini menyajikan kucing yang mungkin secara simultan berada baik dalam keadaan
hidup maupun mati, sebuah kondisi yang dikenal sebagai superposisi kuantum, sebagai akibat dari hubungan dengan peristiwa subatomik acak yang mungkin terjadi atau mungkin tidak terjadi. Eksperimen pemikiran ini juga sering ditampilkan dalam diskusi teoretis tentang interpretasi mekanika kuantum. Schrödinger menciptakan istilah Verschränkung (belitan) untuk mengembangkan eksperimen pikiran.
Schrödinger mengajukan eksperimen pemikirannya sebagai diskusi tentang artikel EPR-yang dinamai sesuai dengan pengarangnya Einstein, Podolsky, dan Rosen-pada tahun 1935. Artikel EPR menyoroti sifat aneh dari superposisi kuantum, dimana sistem kuantum seperti atom atau foton dapat ada sebagai kombinasi dari beberapa keadaan yang sesuai dengan kemungkinan hasil yang berbeda. Teori yang berlaku, yang
disebut interpretasi Kopenhagen, mengatakan bahwa sistem kuantum tetap berada dalam superposisi ini sampai berinteraksi dengan, atau telah diamati oleh, dunia luar, pada saat dimana waktu superposisi kolaps ke dalam satu keadaan definitif atau keadaan definitif lain yang mungkin. Percobaan EPR menunjukkan bahwa sistem dengan banyak partikel yang dipisahkan oleh jarak yang jauh
bisa berada dalam posisi superposisi. Schrödinger dan Einstein bertukar surat tentang artikel EPR Einstein, yang mana pada waktu itu Einstein menunjukkan bahwa keadaan suatu drum bubuk mesiu yang tidak stabil, setelah beberapa saat, dapat mengandung superposisi dari kedua kondisi baik meledak dan tidak meledak.
Untuk lebih menggambarkannya, Schrödinger menggambarkan bagaimana seseorang pada prinsipnya dapat menciptakan superposisi dalam sistem berskala besar dengan membuatnya bergantung pada partikel kuantum yang berada dalam posisi superposisi. Dia mengusulkan skenario dengan seekor kucing di ruang baja yang terkunci, dimana kehidupan atau kematian kucing bergantung pada keadaan sebuah atom radioaktif,
apakah atom itu akan meluruh dan memancarkan radiasi atau tidak. Menurut Schrödinger, penafsiran Kopenhagen menyiratkan bahwa kucing itu tetap dalam keadaan baik hidup maupun mati sampai peristiwa itu telah diamati. Schrödinger tidak ingin mempromosikan gagasan tentang kucing yang mati dan hidup sekaligus sebagai kemungkinan yang serius; Sebaliknya, ia
menginginkan contoh tersebut untuk menggambarkan absurditas pandangan mekanika kuantum yang ada. Namun, sejak zaman Schrödinger, interpretasi matematika mekanika kuantum lainnya telah dikembangkan oleh para fisikawan, beberapa di antaranya menganggap superposisi kucing "hidup dan mati" itu cukup nyata. Ditujukan sebagai kritik terhadap interpretasi Kopenhagen (ortodoksi yang berlaku pada
tahun 1935), eksperimen pemikiran kucing Schrödinger tetap merupakan pendefinisian batu ujian untuk interpretasi modern mekanika kuantum. Fisikawan sering menggunakan cara-cara setiap interpretasi berhubungan dengan kucing Schrödinger sebagai langkah untuk menggambarkan dan membandingkan ciri, kekuatan, dan kelemahan masing-masing interpretasi.
Seseorang bahkan bisa mengatur kasus yang cukup konyol. Seekor kucing dikurung di ruang baja, bersama dengan alat berikut (yang harus diamankan terhadap gangguan langsung oleh kucing): di sebuah pencacah Geiger, ada sedikit zat radioaktif, yang memungkinkan dalam perjalanan satu jam atom meluruh, tetapi juga, dengan probabilitas yang sama, memungkinkan tidak
ada [atom yang meluruh]; jika hal itu terjadi [atom yang meluruh], tabung pencacah akan terlepas dan melalui relay, akan melepaskan palu yang menghancurkan labu kecil asam hidrosianat. Jika seseorang meninggalkan keseluruhan sistem ini selama satu jam, orang akan mengatakan bahwa kucing itu masih hidup jika tidak ada atom yang meluruh. Peluruhan atom yang pertama pasti
akan meracuninya. Fungsi psi dari keseluruhan sistem akan mengekspresikan hal ini dengan memiliki di dalamnya kucing hidup dan mati (maafkan ungkapannya) bercampur baur di bagian yang sama.
Suatu hal yang khas dari kasus-kasus ini adalah bahwa ketidakpastian yang awalnya terbatas pada domain atom berubah menjadi ketidakpastian makroskopis, yang kemudian dapat diatasi dengan pengamatan langsung. Itu menghalangi kita untuk secara tidak langsung menerima sebagai "model kabur" yang valid untuk merepresentasikan realitas. Dengan sendirinya, itu tidak akan
mewujudkan sesuatu yang tidak jelas atau kontradiktif. Ada perbedaan antara foto yang goyah atau di luar fokus dengan potret awan dan kabut.
Eksperimen pemikiran Schrödinger yang terkenal mengajukan pertanyaan, "kapan sistem kuantum berhenti ada sebagai superposisi suatu keadaan dan menjadi satu atau keadaan yang lain?" (Secara lebih teknis, kapan keadaan kuantum yang sebenarnya berhenti menjadi kombinasi linear kejadian, yang masing-masing menyerupai kejadian-kejadian klasik yang
berbeda, dan malah mulai memiliki deskripsi klasik yang unik?) Jika kucing bertahan hidup, ia hanya ingat hidup saja. Tapi penjelasan eksperimen EPR yang konsisten dengan mekanika kuantum mikroskopis standar mensyaratkan bahwa benda makroskopik, seperti kucing dan notebook, tidak selalu memiliki deskripsi klasik yang unik. Eksperimen pemikiran menggambarkan paradoks yang
nyata ini. Intuisi kita mengatakan bahwa tidak ada pengamat yang bisa berada dalam pembauran kejadian-namun kucingnya, seperti tampak dari eksperimen pemikiran, bisa menjadi pembauran semacam itu. Apakah kucing itu harus menjadi pengamat, atau apakah keberadaannya dalam satu keadaan klasik yang terdefinisi dengan baik membutuhkan pengamat eksternal lain?
Setiap alternatif tampak tidak masuk akal bagi Einstein, yang terkesan dengan kemampuan eksperimen pemikiran menyoroti masalah ini. Dalam sebuah surat kepada Schrödinger tertanggal 1950, dia menulis:
Anda adalah satu-satunya fisikawan kontemporer, selain Laue, yang melihat bahwa seseorang tidak dapat mengatasi asumsi kenyataan, jika hanya satu yang jujur. Kebanyakan dari mereka tidak melihat permainan berisiko seperti apa yang mereka mainkan dengan kenyataan-kenyataan sebagai sesuatu yang independen dari apa yang didirikan secara eksperimental. Namun, penafsiran
mereka terbantahkan dengan elegan oleh sistem penguat atom radioaktif + muatan bubuk mesiu + kucing di dalam kotak, dimana fungsi psi dari sistem tersebut berisi kucing itu hidup atau hancur terpotong-potong [terkena ledakan bubuk mesiu]. Tidak ada yang benar-benar meragukan bahwa ada atau tidaknya kucing itu adalah sesuatu yang terlepas dari tindakan observasi.
Perhatikan bahwa muatan bubuk mesiu tidak disebutkan dalam setingan Schrödinger, yang menggunakan pencacah Geiger sebagai penguat dan racun hidrogen sianida alih-alih bubuk mesiu. Bubuk mesiu itu telah disebutkan dalam saran awal Einstein kepada Schrödinger 15 tahun sebelumnya, dan Einstein meneruskannya ke diskusi saat ini.
Sejak zaman Schrödinger, interpretasi mekanika kuantum lainnya telah diajukan. Interpresi-interpretasi ini memberikan jawaban yang berbeda atas pertanyaan yang diajukan oleh kucing Schrödinger tentang berapa lama superposisi bertahan dan kapan (atau apakah) mereka runtuh.
Interpretasi mekanika kuantum yang umum dipegang adalah interpretasi Kopenhagen. Dalam penafsiran Kopenhagen, sebuah sistem berhenti menjadi superposisi suatu kejadian dan menjadi salah satu atau kejadian yang lain saat pengamatan berlangsung. Eksperimen pemikiran ini memperjelas fakta bahwa sifat pengukuran, atau observasi, tidak terdefinisi dengan baik pada interpretasi ini. Eksperimen ini