Peristiwa 9 Juni: Publikasi Teori Fisika Kuantum oleh Albert Einstein

Merdeka.com - Pada pergantian abad ke-20, bidang ilmu fisika mengalami dua transformasi besar pada waktu yang hampir bersamaan. Yang pertama adalah Teori Relativitas Umum Einstein, yang membahas bidang fisika universal. Yang kedua adalah Teori Kuantum, yang mengusulkan bahwa energi ada sebagai paket-paket terpisah yang masing-masing disebut "kuantum".

Cabang fisika baru ini memungkinkan para ilmuwan untuk menggambarkan interaksi antara energi dan materi melalui alam subatomik. Einstein melihat Teori Kuantum sebagai sarana untuk menggambarkan Alam pada tingkat atom, tetapi ia meragukan teori itu mendukung "dasar bagi keseluruhan ilmu fisika."

Albert Einstein dianggap sebagai penemu ketiga Teori Kuantum karena ia menggambarkan cahaya sebagai kuanta dalam teorinya tentang Efek Fotolistrik, di mana untuk hal ini dirinya memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 1921. Berikut selengkapnya mengenai publikasi Teori Fisika Kuantum yang menarik untuk Anda ketahui.

Sekilas Tentan Eistein dan Teori Kuantum

Selama 30 tahun terakhir kehidupannya, Albert Einstein dalam upaya ilmiahnya berkomitmen pada visi bahwa alam semesta pada akhirnya harus mematuhi hukum fisika yang pada dasarnya deterministik. Melansir dari scientificamerican.com, Einstein memperjelas hal ini sebagai tanggapan atas surat yang ditulis Max Born kepadanya ketika ia berkata:

"Mekanika kuantum sangat mengesankan. Tetapi suara batin mengatakan kepada saya bahwa hal itu belum menjadi sesuatu yang nyata. Teori ini menghasilkan banyak hal tetapi hampir tidak membawa kita lebih dekat ke rahasia Yang Lama. Saya sama sekali yakin bahwa Dia tidak bermain dadu.", tulisnya.

Sepanjang karier ilmiahnya, Einstein fokus untuk menemukan teori medan terpadu. Teori semacam itu adalah untuk menyatukan gravitasi (seperti yang dijelaskan oleh relativitas umum Einstein sendiri) dan elektromagnetisme (seperti yang dijelaskan oleh persamaan Maxwell), dan yang paling penting, untuk menyingkirkan fisika dari "ketidakpastian kuantum."

Meskipun demikian, hubungan Einstein dengan kuantum tidak selalu tegang, dan pada kenyataannya, ia memimpin dalam perkembangan teori kuantum selama sekitar 20 tahun, karena transisi dari teori kuantum ke mekanika kuantum. 

Lahirnya Teori Fisika Kuantum

Fisikawan Jerman Max Planck menerbitkan studi terobosannya tentang efek radiasi pada zat "benda hitam", dan teori fisika kuantum modern lahir. Dikutip dari history.com, melalui eksperimen fisik, Planck menunjukkan bahwa energi, dalam situasi tertentu, dapat menunjukkan karakteristik materi fisik.

Menurut teori fisika klasik, energi semata-mata merupakan fenomena seperti gelombang yang berkesinambungan, tidak bergantung pada karakteristik materi fisik. Teori Planck menyatakan bahwa energi radiasi terdiri dari komponen seperti partikel, yang dikenal sebagai "kuanta."

Teori ini membantu untuk menyelesaikan fenomena alam yang sebelumnya tidak dapat dijelaskan seperti perilaku panas dalam padatan dan sifat penyerapan cahaya pada tingkat atom. Pada tahun 1918, Planck dianugerahi Hadiah Nobel dalam fisika untuk karyanya pada radiasi benda hitam.

Ilmuwan lain, salah satunya adalah Albert Einstein, memajukan teori Planck dan memungkinkan pengembangan mekanika kuantum atau aplikasi matematis dari teori kuantum yang menyatakan bahwa energi adalah materi dan gelombang, tergantung pada variabel tertentu.

Mekanika kuantum dengan demikian mengambil pandangan probabilistik tentang alam, sangat kontras dengan mekanika klasik, di mana semua sifat objek yang tepat, pada prinsipnya, dapat dihitung. Saat ini, kombinasi mekanika kuantum dengan teori relativitas Einstein adalah dasar fisika modern.

9 Juni 1905, Publikasi Teori Fisika Kuantum Einstein

Makalah Annus mirabilis adalah empat makalah Albert Einstein yang diterbitkan di Annalen der Physik (Annals of Physics), sebuah jurnal ilmiah, pada tahun 1905. Keempat makalah ini merupakan kontribusi besar bagi dasar fisika modern. Mereka merevolusi pemahaman sains tentang konsep dasar ruang, waktu, massa, dan energi.

Pada 9 Juni 1905, Albert Einstein mempublikasikan teori fisika kuantumnya di jurnal Annalen der Physik ini meski tanpa uji coba. Nantinya, ia mendapat anugerah Hadiah Nobel Fisika atas analisisnya tersebut.

Karena Einstein menerbitkan makalah yang luar biasa ini dalam satu tahun, 1905 disebut annus mirabilis (tahun keajaiban dalam bahasa Inggris atau Wunderjahr dalam bahasa Jerman).

Makalah pertamanya menjelaskan efek fotolistrik, yang merupakan satu-satunya penemuan spesifik yang disebutkan dalam kutipan pemberian Hadiah Nobel Fisika kepada Einstein. Makalah kedua menjelaskan gerak Brown, yang menyebabkan fisikawan enggan menerima keberadaan atom.

Makalah ketiga memperkenalkan teori relativitas khusus Einstein. Keempat, konsekuensi dari teori relativitas khusus, mengembangkan prinsip kesetaraan massa-energi, dinyatakan dalam persamaan terkenal  dan yang mengarah pada penemuan dan penggunaan dari energi atom. Keempat makalah ini, bersama dengan mekanika kuantum dan teori relativitas umum Einstein kemudian, adalah dasar fisika modern.