Apa Efek Quantum Zeno?

Itu efek kuantum Zeno adalah fenomena di Indonesia fisika kuantum di mana mengamati suatu partikel mencegahnya membusuk seperti halnya jika tidak ada pengamatan.

Nama ini berasal dari paradoks logis (dan ilmiah) klasik yang dihadirkan oleh filsuf kuno Zeno dari Elea. Dalam salah satu formulasi yang lebih langsung dari paradoks ini, untuk mencapai titik yang jauh, Anda harus melewati setengah jarak ke titik itu. Tetapi untuk mencapai itu, Anda harus melewati setengah jarak itu. Tapi pertama-tama, setengah dari jarak itu. Dan seterusnya... sehingga ternyata Anda benar-benar memiliki jumlah setengah jarak yang tak terbatas untuk dilintasi dan, oleh karena itu, Anda tidak dapat benar-benar berhasil!

Efek kuantum Zeno awalnya disajikan dalam makalah 1977 "The Zeno's Paradox in Quantum Theory" (Jurnal Matematika Fisika, PDF), ditulis oleh Baidyanaith Misra dan George Sudarshan.

Dalam artikel tersebut, situasi yang dijelaskan adalah partikel radioaktif (atau, seperti yang dijelaskan dalam artikel asli, "sistem kuantum yang tidak stabil"). Menurut teori kuantum, ada probabilitas yang diberikan bahwa partikel ini (atau "sistem") akan mengalami peluruhan dalam periode waktu tertentu menjadi keadaan yang berbeda dari yang dimulainya.

Namun, Misra dan Sudarshan mengusulkan skenario di mana pengamatan berulang terhadap partikel sebenarnya mencegah transisi ke kondisi peluruhan. Ini tentu mengingatkan kita pada ungkapan umum "panci yang ditonton tidak pernah mendidih," kecuali pengamatan belaka tentang kesulitan kesabaran, ini adalah hasil fisik aktual yang dapat (dan telah) dikonfirmasi secara eksperimental.

Penjelasan fisik dalam kuantum fisika rumit, tetapi cukup dipahami. Mari kita mulai dengan memikirkan situasi yang baru saja terjadi secara normal, tanpa efek kuantum Zeno di tempat kerja. "Sistem kuantum tidak stabil" yang dijelaskan memiliki dua keadaan, sebut saja negara bagian A (negara yang tidak berbaris) dan negara B (negara yang membusuk).

Jika sistem tidak diamati, maka seiring waktu ia akan berevolusi dari keadaan tidak terdesak menjadi superposisi keadaan A dan keadaan B, dengan kemungkinan berada di kedua keadaan yang didasarkan pada waktu. Ketika pengamatan baru dilakukan, fungsi gelombang yang menggambarkan superposisi keadaan ini akan runtuh menjadi keadaan A atau B. Probabilitas negara bagian mana yang runtuh didasarkan pada jumlah waktu yang telah berlalu.

Ini adalah bagian terakhir yang merupakan kunci efek kuantum Zeno. Jika Anda melakukan serangkaian pengamatan setelah periode waktu yang singkat, probabilitas sistem akan masuk keadaan A selama setiap pengukuran secara dramatis lebih tinggi dari probabilitas bahwa sistem akan berada dalam keadaan B. Dengan kata lain, sistem terus runtuh kembali ke keadaan tidak terdesak dan tidak pernah punya waktu untuk berevolusi menjadi keadaan membusuk.

Kontra-intuitif seperti ini terdengar, ini telah dikonfirmasi secara eksperimental (seperti yang memiliki efek berikut).

Ada bukti untuk efek sebaliknya, yang dijelaskan dalam Jim Al-Khalili Paradoks sebagai "setara kuantum menatap ketel dan membuatnya mendidih lebih cepat. Meskipun masih agak spekulatif, penelitian tersebut masuk ke jantung beberapa yang paling mendalam dan mungkin bidang-bidang sains yang penting di abad kedua puluh satu, seperti bekerja untuk membangun apa yang ada disebut a komputer kuantum"Efek ini telah dikonfirmasi secara eksperimental.