EPR Paradox

 

“Fisika adalah ilmu pasti,” kata Einstein. Prinsip “pasti” dalam fisika inilah yang menopang dan mendukung ditemukannya hukum-hukum fisika sejak jaman Isaac Newton. Einstein juga yang menyatakan bahwa the beauty of physics itu karena fisika adalah ilmu pasti. Makanya Einstein jelas-jelas menolak ide “ketidakpastian” dalam teori kuantum.

Meskipun menolak ide ketidakpastian, Einstein tidak berarti menentang seluruh isi teori kuantum. Dalam sanggahannya, Einstein berpikir bahwa teori kuantum hanya masih belum sempurna. Karena masih belum sempurna itulah teori kuantum mengadopsi “ide ketidakpastian”. Teori kuantum belum sempurna, masih ada hukum lain di alam yang belum kita ketahui. Dengan mengetahui hukum itu, kita akan menemukan konstanta tersembunyi di dalamnya. Konstanta inilah yang mengatur posisi sebuah elektron dari beberapa kemungkinan atau probabilitas yang ada.

EPR Paradox

Kita akan membahas salah satu teori yang digunakan Einstein dalam debatnya. Teori ini dipublikasikan pada 1935 dalam disertasi yang berjudul “Can quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?”. Di kemudian hari ini lebih dikenal dengan “EPR Paradox“, “Paradoks EPR”. EPR menunjuk pada singkatan nama penyusun teori ini Albert Einstein, Boris Podolsky, dan Nathan Rosen. Podolsky dan Rosen adalah mahasiswa yang meneliti bersama dengan Einstein dan turut serta dalam penulisan teori ini.

Einstein Podolsky Rosen (pencipta EPR Paradox

Mengenal Lebih Jauh Soal EPR Paradox

Dalam teorinya, Einstein memperhatikan nilai spin dari partikel. Nilai spin menyatakan kondisi partikel yang berotasi. Secara teori, rotasi bermakna luas. Namun dalam penjelasan kali ini, kita akan membahas salah satu dimensi dari gerak rotasi, yaitu rotasi searah jarum jam dan rotasi berlawanan jarum jam.

Einstein memberikan sebuah kondisi saat partikel mikro diam tanpa nilai spin. Kemudian karena sebuah alasan, partikel itu terbelah menjadi dua bagian sama besar. Nah, Einstein mengamati bagaimana kondisi kedua partikel itu. Einstein dan muridnya mengukur dan membuktikan bahwa kemungkinan sebuah partikel berotasi searah jarum jam 50%, sedang 50% lagi berotasi berlawanan jarum jam. Sampai di sini Einstein masih setuju dan mengadopsi teori probabilitas dari teori kuantum.

Ilustrasi EPR paradox. Sebuah partikel berotasi searah jarum jam 50%, sedang 50% lagi berotasi berlawanan jarum jam.

Einstein kemudian menjelaskan tidak mungkin kalau kedua partikel itu berotasi ke arah yang sama. Arah gerak rotasi pasti saling berkebalikan. Kalau yang satu searah jarum jam, maka yang lainnya pasti berlawanan jarum jam. Hal itu dikarenakan nilai spin mula-mula partikel itu adalah 0. Maka kalau nilai spin (arah gerak) partikel kini dijumlahkan nilainya haruslah 0. Secara teknis ini dinamakan Hukum kekekalan nilai spin.

Mulai dari sini kita akan masuk ke dalam inti Paradoks EPR. Einstein mengatakan hal ini. Misalkan kedua buah partikel itu terus bergerak menjauh hingga jaraknya satu tahun cahaya (sekitar 10 triliun kilometer). Lalu kalau kita ingin mengetahui kondisi salah satu partikel, kita harus mengukur dan mengamatinya. Sampai di sini Einstein masih menyertakan prinsip pengukuran dalam teori kuantum.

Saat diamati kondisi salah satu partikel anggap partikel A dipastikan. Di waktu yang sama kita langsung mengetahui kondisi (nilai spin) dari partikel lainnya (partikel B), tanpa melakukan pengamatan terlebih dahulu. Di sinilah pertentangan teori kuantum. Teori kuantum mengatakan bahwa kondisi objek mikro hanya bisa dipastikan dan diketahui dengan pengamatan. Tapi menurut kasus yang diberikan Einstein, kita dapat langsung mengetahui kondisi partikel B tanpa pengamatan terhadap partikel B. Cukup perlu mengamati partikel A saja.

Teori kuantum menjelaskan paradoks ini demikian: Saat partikel A diamati, dengan kecepatan tinggi melintasi alam semesta, informasi itu langsung disampaikan ke partikel B sehingga nilai spin dan arah rotasi B bisa dipastikan (di kemudian hari ini disebut pengaruh jarak jauh).

Einstein yang mendengarnya menggelengkan kepala dan berkata bahwa jawaban tersebut tidak masuk akal. Teori Relativitas–yang diselesaikan oleh Einstein sendiri–menyatakan bahwa objek atau informasi dan lainnya tidak bisa disampaikan melebihi kecepatan cahaya. Einstein kemudian menyebut penjelasan Teori Kuantum ini “Ghostly action at a distance“. Bagaimana mungkin informasi dapat disampaikan dalam waktu sekejap dalam rentang jarak satu tahun cahaya? Inilah paradoks EPR.