What can Schrödinger's cat teach us about quantum mechanics? - Josh Samani

Translator: Ananda Farie Inayah Reviewer: Reno Kanti Riananda

Consider throwing a ball straight into the air.

Bayangkan melempar bola lurus ke udara.

Can you predict the motion of the ball after it leaves your hand?

Bisakah Anda menebak arah gerakan bola setelah dilempar?

Sure, that's easy.

Tentu saja, itu mudah.

The ball will move upward until it gets to some highest point,

Bola akan bergerak ke atas sampai titik ketinggian tertentu,

then it will come back down and land in your hand again.

lalu kembali ke bawah dan tertangkap oleh tangan Anda lagi.

Of course, that's what happens,

Itulah yang terjadi.

and you know this because you have witnessed events like this countless times.

Anda tahu karena Anda pernah menyaksikan hal seperti ini berkali-kali.

You've been observing the physics of everyday phenomena your entire life.

Anda memerhatikan fisika dalam fenomena sehari-hari di kehidupan Anda.

But suppose we explore a question about the physics of atoms,

Namun, coba kita menelusuri pertanyaan tentang fisika atom,

like what does the motion of an electron

seperti bagaimana pergerakan elektron

around the nucleus of a hydrogen atom look like?

di sekeliling inti atom hidrogen?

Could we answer that question based on our experience with everyday physics?

Bisakah kita menjawab pertanyaan itu dengan pengetahuan fisika sehari-hari?

Definietly not. Why?

Tentu tidak. Kenapa?

Because the physics that governs the behavior of systems at such small scales

Karena fisika yang mengatur sifat sistem dalam skala kecil

is much different than the physics of the macroscopic objects

sangat berbeda dengan fisika pada objek besar

you see around you all the time.

yang bisa anda lihat setiap saat.

The everyday world you know and love

Dunia yang Anda tahu dan cintai

behaves according to the laws of classical mechanics.

berperilaku sejalan dengan hukum fisika klasik.

But systems on the scale of atoms

Namun, sistem dalam skala atom

behave according to the laws of quantum mechanics.

berjalan dengan hukum kuantum fisika.

This quantum world turns out to be a very strange place.

Dunia kuantum merupakan tempat yang sangat aneh.

An illustration of quantum strangeness is given by a famous thought experiment:

Ilustrasi keanehan kuantum bisa dilihat dengan eksperimen pemikiran berikut:

Schrödinger's cat.

Kucing Schrödinger.

A physicist, who doesn't particularly like cats, puts a cat in a box,

Seorang fisikawan, yang tidak begitu suka kucing, meletakkan kucing di dalam kotak,

along with a bomb that has a 50% chance of blowing up after the lid is closed.

dengan sebuah bom yang memiliki 50% kemungkinan meledak setelah kotak ditutup.

Until we reopen the lid, there is no way of knowing

Sampai tutupnya dibuka kembali, kita tidak akan tahu

whether the bomb exploded or not,

apakah bom tersebut meledak atau tidak,

and thus, no way of knowing if the cat is alive or dead.

sehingga kita juga tidak tahu apakah kucing tersebut hidup atau mati.

In quantum physics, we could say that before our observation

Dalam kuantum fisika, kita bisa mengatakan bahwa sebelum observasi,

the cat was in a superposition state.

kucing tersebut berada dalam kondisi superposisi.

It was neither alive nor dead but rather in a mixture of both possibilities,

Ia tidak hidup atau mati, tetapi berada di antara kemungkinan keduanya,

with a 50% chance for each.

dengan peluang masing-masing 50%.

The same sort of thing happens to physical systems at quantum scales,

Hal yang serupa terjadi dalam sistem fisika berskala kuantum,

like an electron orbiting in a hydrogen atom.

seperti elektron yang mengorbit pada atom hidrogen.

The electron isn't really orbiting at all.

Elektrion itu tidak benar-benar mengorbit.

It's sort of everywhere in space, all at once,

Ia berada di mana-mana di udara, secara bersama-sama,

with more of a probability of being at some places than others,

dengan probabilitas lebih berada di tempat tertentu dibandingkan tempat lainnya,

and it's only after we measure its position

dan hanya setelah kita mengukur posisinya,

kita bisa menunjuk secara tepat lokasinya pada saat itu.

that we can pinpoint where it is at that moment.

A lot like how we didn't know whether the cat was alive or dead

Seperti kita tidak mengetahui kucing tersebut hidup atau mati

until we opened the box.

hingga kita membuka tutupnya.

This brings us to the strange and beautiful phenomenon

Ini membawa kita kepada fenomena aneh yang menawan

of quantum entanglement.

akan keterkaitan kuantum.

Suppose that instead of one cat in a box, we have two cats in two different boxes.

Alih-alih satu kucing, anggaplah kita punya dua kucing dalam dua kotak berbeda.

If we repeat the Schrödinger's cat experiment with this pair of cats,

Jika kita mengulang eksperimen kucing Schrödinger dengan cara ini,

the outcome of the experiment can be one of four possibilities.

hasil dari eksperimen dapat berupa satu dari empat kemungkinan.

Either both cats will be alive, or both will be dead,

Antara kedua kucing tetap hidup, atau keduanya mati,

or one will be alive and the other dead, or vice versa.

atau seekor kucing hidup dan satu lagi mati, atau sebaliknya.

The system of both cats is again in a superposition state,

Sistem dari kedua kucing itu berada dalam kondisi superposisi,

with each outcome having a 25% chance rather than 50%.

dengan masing-masing probabilitas sebesar 25% bukan 50%.

But here's the cool thing:

Namun, disini hal yang seru:

quantum mechanics tells us it's possible to erase

mekanika kuantum dapat menghilangkan kemungkinan

the both cats alive and both cats dead outcomes from the superposition state.

kedua kucing hidup dan kedua kucing mati dari kondisi superposisi.

In other words, there can be a two cat system,

Dengan kata lain, bisa terjadi sistem dua kucing

such that the outcome will always be one cat alive and the other cat dead.

yang hasilnya selalu satu kucing hidup dan yang lainnya mati.

The technical term for this is that the states of the cats are entangled.

Istilah teknis dari hal ini adalah kondisi kucing saling terkait.

But there's something truly mindblowing about quantum entanglement.

Namun, ada sesuatu yang luar biasa tentang keterkaitan kuantum.

If you prepare the system of two cats in boxes in this entangled state,

Jika Anda menyiapkan sistem dua kucing dalam kotak dalam kondisi kerkaitan,

dan memindahkan kedua kotak ke ujung berlawanan alam semesta,

then move the boxes to opposite ends of the universe,

the outcome of the experiment will still always be the same.

hasil dari eksperimen ini akan selalu tetap sama.

One cat will always come out alive, and the other cat will always end up dead,

Satu kucing akan selalu hidup, dan satu lagi akan selalu mati.

even though which particular cat lives or dies is completely undetermined

walaupun kucing mana yang akan hidup atau mati tidak diketahui

before we measure the outcome.

sebelum kita mengukur hasilnya.

How is this possible?

Bagaimana mungkin ini terjadi?

How is it that the states of cats on opposite sides of the universe

Bagaimana kedua kondisi kucing di ujung berlawanan alam semesta

can be entangled in this way?

dapat terkait dalam cara ini?

They're too far away to communicate with each other in time,

Mereka terlalu jauh untuk berkomunikasi satu sama lain,

so how do the two bombs always conspire such that

jadi bagaimana kedua bom selalu bisa untuk menentukan

one blows up and the other doesn't?

satu meledak dan yang lainnya tidak?

You might be thinking,

Mungkin Anda berpikir,

"This is just some theoretical mumbo jumbo.

“Ini hanya sebuah teori omong kosong.

This sort of thing can't happen in the real world."

Hal seperti ini tidak dapat terjadi di dunia nyata.”

But it turns out that quantum entanglement

Namun nyatanya, keterkaitan kuantum

has been confirmed in real world lab experiments.

telah dikonfirmasi dalam eksperimen di dunia nyata.

Two subatomic particles entangled in a superposition state,

Dua partikel subatom terkait dalam kondisi superposisi,

where if one spins one way then the other must spin the other way,

saat yang satu berputar ke satu arah, dan yang lain berputar ke arah berlawanan,

will do just that, even when there's no way

akan terus seperti itu, meskipun tidak mungkin

for information to pass from one particle to the other

meneruskan informasi dari satu partikel ke yang lainnya

indicating which way to spin to obey the rules of entanglement.

untuk mengindikasikan arah putaran demi mengikuti aturan keterkaitan.

Jadi, tidak mengejutkan bahwa keterkaitan merupakan inti

It's not surprising then that entanglement is at the core

of quantum information science,

dari ilmu informasi kuantum,

a growing field studying how to use the laws of the strange quantum world

sebuah area studi berkembang yang mempelajari hukum dunia kuantum yang aneh

in our macroscopic world,

dalam dunia makro kita,

like in quantum cryptography, so spies can send secure messages to each other,

misal, dalam kriptografi kuantum, sehingga intel dapat mengirim pesan secara aman,

or quantum computing, for cracking secret codes.

atau komputasi kuantum, untuk memecahkan kode rahasia.

Everyday physics may start to look a bit more like the strange quantum world.

Fisika sehari-hari mungkin mulai terlihat seperti dunia kuantum yang aneh.

Quantum teleportation may even progress so far,

Teleportasi kuantum bahkan bisa berkembang sedemikian jauh,

that one day your cat will escape to a safer galaxy,

hingga suatu hari kucing Anda bisa kabur ke galaksi yang lebih aman,

where there are no physicists and no boxes.

di mana tidak ada lagi fisikawan dan kotaknya.