What is the Heisenberg Uncertainty Principle? - Chad Orzel

Translator: Faza Rida Reviewer: Yolanda Raintina

The Heisenberg Uncertainty Principle is one of a handful of ideas

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg adalah satu dari sejumlah ide

from quantum physics to expand into general pop culture.

dari fisika kuantum yang berkembang menjadi budaya umum.

It says that you can never simultaneously know the exact position

Ide ini menjelaskan kamu tidak bisa tahu posisi dan kecepatan tepat bersamaan

and the exact speed of an object and shows up as a metaphor in everything

pada suatu objek

dan muncul sebagai metafora dalam segala hal

from literary criticism to sports commentary.

mulai dari kritik sastra sampai komentar olahraga.

Uncertainty is often explained as a result of measurement,

Ketidakpastian pada umumnya dijelaskan dari hasil pengukuran,

that the act of measuring an object's position changes its speed, or vice versa.

bahwa hasil pengukuran posisi benda mengubah kecepatannya, atau sebaliknya.

The real origin is much deeper and more amazing.

Sebenarnya, ide ini jauh lebih dalam dan lebih menakjubkan.

The Uncertainty Principle exists because everything in the universe

Prinsip Ketidakpastian muncul karena segala hal di alam semesta

behaves like both a particle and a wave at the same time.

berperilaku seperti partikel dan gelombang secara bersamaan.

In quantum mechanics, the exact position and exact speed of an object

Dalam mekanika kuantum, posisi dan kecepatan yang tepat pada objek

have no meaning.

tidak ada artinya.

To understand this,

Untuk memahami hal ini,

we need to think about what it means to behave like a particle or a wave.

kita perlu meninjau arti dari perilaku partikel atau gelombang.

Particles, by definition, exist in a single place at any instant in time.

Menurut definisi, partikel ada di satu tempat pada suatu waktu.

We can represent this by a graph showing the probability of finding

Kita bisa menggambarkannya dengan grafik dengan kemungkinan

menemukan benda pada tempat tertentu, yang terlihat seperti lonjakan,

the object at a particular place, which looks like a spike,

100% at one specific position, and zero everywhere else.

100% pada satu titik, dan nol pada titik lainnya.

Waves, on the other hand, are disturbances spread out in space,

Di sisi lain, gelombang, adalah gangguan yang menyebar pada ruang,

like ripples covering the surface of a pond.

seperti riak yang bergerak pada permukaan kolam.

We can clearly identify features of the wave pattern as a whole,

Kita bisa menggambarkan ciri-ciri dari pola gelombang secara keseluruhan,

most importantly, its wavelength,

terutama, panjang gelombangnya,

which is the distance between two neighboring peaks,

yaitu jarak antara dua puncak yang berdekatan,

or two neighboring valleys.

atau dua lembah yang berdekatan.

But we can't assign it a single position.

Tapi, kita tak bisa menentukan posisinya.

It has a good probability of being in lots of different places.

Karena ia punya kemungkinan berada di mana pun.

Wavelength is essential for quantum physics

Panjang gelombang penting dalam fisika kuantum

because an object's wavelength is related to its momentum,

karena panjang gelombang benda berhubungan dengan momentumnya,

mass times velocity.

atau massa dikali kecepatan.

A fast-moving object has lots of momentum,

Benda yang bergerak cepat punya momentum yang besar,

which corresponds to a very short wavelength.

namun panjang gelombangnya pendek.

A heavy object has lots of momentum even if it's not moving very fast,

Benda yang berat memiliki momentum besar bahkan ketika ia tidak terlalu cepat,

which again means a very short wavelength.

yang artinya panjang gelombangnya juga pendek.

This is why we don't notice the wave nature of everyday objects.

Inilah sebabnya kita tidak menyadari sifat gelombang dari benda sehari-hari.

If you toss a baseball up in the air,

Jika kamu melempar bola baseball,

its wavelength is a billionth of a trillionth of a trillionth of a meter,

panjang gelombangnya adalah sepermiliar triliun triliun meter,

far too tiny to ever detect.

terlalu kecil untuk dideteksi.

Small things, like atoms or electrons though,

Benda kecil, seperti atom atau elektron,

can have wavelengths big enough to measure in physics experiments.

memiliki panjang gelombang yang besar untuk bisa diukur pada eksperimen fisika.

So, if we have a pure wave, we can measure its wavelength,

Jadi, jika kita punya gelombang, kita bisa ukur panjang gelombangnya,

and thus its momentum, but it has no position.

dan juga momentumnya, tetapi ia tidak memiliki posisi.

We can know a particles position very well,

Kita bisa mengetahui posisi partikel,

but it doesn't have a wavelength, so we don't know its momentum.

tetapi ia tidak punya panjang gelombang, jadi momentumnya tidak ada.

To get a particle with both position and momentum,

Untuk mendapatkan suatu partikel dengan posisi dan momentumnya,

we need to mix the two pictures

kita perlu menggabungkan kedua gambar

to make a graph that has waves, but only in a small area.

agar menghasilkan grafik dengan gelombang, tapi pada daerah yang sempit

How can we do this?

Bagaimana caranya?

By combining waves with different wavelengths,

Dengan menggabungkan beberapa panjang gelombang berbeda,

which means giving our quantum object some possibility of having different momenta.

yang memberi objek kuantum memiliki beberapa momentum yang berbeda.

When we add two waves, we find that there are places

Saat menggabungkan dua gelombang,

kita menemukan puncaknya berhimpit, dan gelombangnya menjadi lebih besar,

where the peaks line up, making a bigger wave,

dan di sisi lain saat puncak dan lembah saling mengisi,

and other places where the peaks of one fill in the valleys of the other.

The result has regions where we see waves

akan menghasilkan daerah gelombang yang terpisah, tanpa adanya gelombang.

separated by regions of nothing at all.

Jika ditambah gelombang ketiga,

If we add a third wave,

the regions where the waves cancel out get bigger,

daerah tanpa gelombang akan semakin besar,

a fourth and they get bigger still, with the wavier regions becoming narrower.

demikian juga dengan yang keempat, daerah bergelombang menjadi semakin sempit

If we keep adding waves, we can make a wave packet

Jika gelombang terus ditambahkan, kita bisa membuat paket gelombang

with a clear wavelength in one small region.

dengan panjang gelombang yang jelas pada daerah yang sempit

That's a quantum object with both wave and particle nature,

Itulah objek kuantum dengan sifat gelombang dan partikel,

but to accomplish this, we had to lose certainty

tetapi untuk mendapatkannya

kita harus menghilangkan nilai pasti dari posisi dan momentumnya.

about both position and momentum.

The positions isn't restricted to a single point.

Posisinya tidak terbatas pada satu titik.

There's a good probability of finding it within some range

Ada kemungkinan untuk menemukannya pada suatu titik

of the center of the wave packet,

di tengah paket gelombang,

and we made the wave packet by adding lots of waves,

dan kita membuat paketnya dengan menambahkan gelombang,

which means there's some probability of finding it

yang artinya ada kemungkinan untuk menemukannya

with the momentum corresponding to any one of those.

dengan momentum yang sesuai pada salah satu gelombang.

Both position and momentum are now uncertain,

Posisi dan momentum tidaklah pasti,

and the uncertainties are connected.

dan ketidakpastiannya saling terhubung.

If you want to reduce the position uncertainty

Untuk mengurangi ketidakpastian posisinya dengan membuat paket yang lebih kecil,

by making a smaller wave packet, you need to add more waves,

kamu perlu menambah gelombang,

which means a bigger momentum uncertainty.

yang artinya ketidakpastian momentum membesar.

If you want to know the momentum better, you need a bigger wave packet,

Untuk memperjelas momentumnya, dibutuhkan paket yang lebih besar,

which means a bigger position uncertainty.

yang artinya ketidakpastian posisi membesar.

That's the Heisenberg Uncertainty Principle,

Itulah Prinsip Ketidakpastian Heisenberg,

first stated by German physicist Werner Heisenberg back in 1927.

dicetuskan oleh fisikawan Jerman, Werner Heisenberg pada tahun 1927.

This uncertainty isn't a matter of measuring well or badly,

Ketidakpastian ini bukan masalah pengukuran,

but an inevitable result of combining particle and wave nature.

tetapi hasil yang tak bisa disangkal dari penggabungan sifat partikel dan gelombang.

The Uncertainty Principle isn't just a practical limit on measurment.

Prinsip Ketidakpastian bukan hanya batasan praktis pengukuran.

It's a limit on what properties an object can have,

Ia adalah batasan sifat-sifat yang bisa dimiliki sebuah benda,

built into the fundamental structure of the universe itself.

yang terdapat pada struktur dasar dari alam semesta itu sendiri.