Perkenalan

Busa kuantum adalah konstruksi teoretis yang telah ada selama hampir 100 tahun. Ini pertama kali diusulkan oleh fisikawan Paul Dirac pada tahun 1930-an, dan menjelaskan perilaku partikel pada tingkat terkecil di alam semesta. Singkatnya: Busa kuantum itu nyata, dan itu aneh.

Pada tingkat terkecil alam semesta, semuanya menjadi sangat aneh.

Jika Anda hanya terbiasa dengan busa kuantum dalam konteks mekanika kuantum, kemungkinan besar pikiran pertama Anda adalah: "Omong kosong macam apa ini?"

Tapi jika Anda melihat lebih dekat pada apa yang terjadi pada skala kecil ini, Anda akan menemukan bahwa sebenarnya ada beberapa implikasi yang sangat menarik bagi pemahaman kita tentang alam semesta.

Busa kuantum didefinisikan sebagai fenomena apa pun yang terjadi pada skala yang lebih kecil dari panjang Planck (sekitar 1 per miliar meter). Karena ini adalah hal-hal yang sangat kecil (sebenarnya mereka sangat kecil sehingga tidak dapat diukur), mereka tidak punya banyak waktu untuk melakukan apa pun - itu terjadi begitu saja. Jadi ketika kami mengatakan "kuantum" di sini, yang kami maksud adalah sesuatu seperti "tidak terlalu nyata".

Partikel-partikel ini muncul dan menghilang secara konstan.

Partikel-partikel yang membentuk buih kuantum terus muncul dan menghilang, sehingga mereka tidak dapat eksis pada waktu yang sama. Akibatnya, mereka tidak memiliki lokasi atau bentuk yang pasti; sebaliknya, mereka hanyalah fungsi gelombang (deskripsi matematis) yang mewakili lokasi setiap partikel pada saat tertentu.

Fenomena ini tidak begitu dikenal sebagaimana mestinya — dan fisikawan masih mencoba mencari tahu apa artinya bagi alam semesta kita! Mereka berharap suatu hari nanti kita dapat menggunakan pengetahuan ini tentang cara kerja benda-benda di alam semesta kita untuk menjelaskan hal-hal lain seperti materi gelap atau dimensi ekstra di luar yang dapat kita lihat dengan mata kepala sendiri.

Busa yang menggelegak ini bisa berdampak lebih besar pada ruang-waktu daripada yang kita duga sebelumnya.

Jika Anda pernah bertanya-tanya apa yang terjadi pada alam semesta setelah ia mati, busa kuantum mungkin memberikan jawabannya.

Idenya adalah bahwa alam semesta memiliki ruang dan waktu yang terbatas, tetapi selalu ada lebih banyak hal yang terjadi daripada yang dapat Anda amati atau ukur. Ini berarti bahwa kadang-kadang bagiannya menghilang menjadi "busa kuantum" (massa menggelegak yang terdiri dari partikel yang muncul dan menghilang terus-menerus), sementara bagian lain masih ada - mereka tidak muncul seperti yang biasa kita lihat. mereka.

Busa kuantum itu nyata, dan itu aneh.

Busa kuantum adalah hal yang nyata, dan itu aneh. Pada tahun 2016, Fisikawan David Deutsch menggambarkannya sebagai “keadaan di mana sifat-sifat kuantum terurai.” Dengan kata lain, ini akan menjadi tempat di mana fisika klasik tidak berlaku lagi — dan itulah yang kita lihat terjadi di Bumi ini ketika Anda melihat hal-hal seperti molekul air yang terbentuk menjadi gelombang atau partikel yang terperangkap di dalam objek lain (seperti tubuh Anda). ).

Tetapi meskipun kedua konsep ini sekilas tampak serupa (fluktuasi kuantum vs. vakum kuantum), keduanya sebenarnya tidak sama sama sekali! Fluktuasi kuantum mengacu pada fluktuasi kecil dalam energi yang terjadi di dalam atom karena struktur atomnya; sementara vakum kuantum adalah ruang kosong di mana elektron secara teoritis dapat ada tanpa atom di sekitarnya - jadi pada dasarnya hanya materi gelap jika kita berbicara tentang planet! Jadi mengapa semua orang terus mencampuradukkan kedua hal ini? Karena tidak ada yang benar-benar tahu berapa banyak energi yang sebenarnya ada di luar sana…

Kesimpulan

Busa menggelembung dari sup kuantum ruang-waktu. Itu akhirnya muncul dan runtuh kembali, sebelum melakukannya berulang kali dengan kecepatan yang lebih cepat dari yang bisa kita lihat. Busa kuantum mungkin tidak terdengar banyak — tetapi ternyata, ini memiliki beberapa implikasi yang cukup menarik tentang bagaimana kita memahami kenyataan!