Hal Menakjubkan dari Fisika Kuantum: Quantum Tunneling Effect

Salah satu hal yang paling menakjubkan di dalam fisika kuantum ialah efek terobosan (quantum tunnelling effect).

Bayangkan Anda punya bola tenis dan di depan ada dinding yang tinggi nan tebal.

Apa yang akan terjadi bila bola tenis dilempar menuju dinding tersebut?

Tentu memantul.

Selama bola itu dilempar dengan energi kinetik yang lebih kecil daripada energi potensial (kekuatan) dinding, maka bola itu tidak akan dapat melewati dinding.

Itu ialah hal yang lumrah terjadi di dunia kita.

Tapi kisah mengenai bola tenis yang dilempar ke dinding ini akan berbeda 180 derajat bila kita hidup di dunia kuantum.

Di sana, bola tenis itu dapat menembus dinding.

Iya, literally menembus, bahkan ketika energi dari bola tenis itu jauh lebih kecil daripada kekuatan dinding.

Aneh kan?

Bukan fisika kuantum namanya kalau tidak aneh-aneh.

Gambar: Menembus Dinding

Perbandingan fisika klasik dan kuantum ketika melewati bukit

Bukti faktual kejadian terobosan kuantum ini salah satunya ada pada kejadian peluruhan partikel alfa dari inti atom radioaktif.

Sebelum dilepaskan, partikel alfa terkurung di dalam potensial inti sebesar 25 MeV. Sementara dia hanya mempunyai energi kinetik sekitar 4 hingga 9 MeV.

Nah, bagaimana coba.

Energinya lebih kecil daripada potensial yang menghalangi.

Kalau dalam dunia kita, tentu partikel alfa ini tidak akan dapat berkutik apa-apa.

Tapi untungnya dia hidup di alam kuantum, sehingga dia punya kesempatan untuk menerobos dinding tinggi nan tebal itu, dan kita pun dapat mendeteksi dan memanfaatkan keberadaan partikel alfa ini.

Hebat sekali bukan?

Tapi ada satu yang lebih menarik lagi.

Oke lah, partikel alfa memang diizinkan untuk menembus dinding potensial inti atom. Tapi berapa banyak partikel alfa yang dapat menembus dinding ini? Berapa peluang partikel alfa untuk lolos?

Nilainya sangat kecil.

Jika diibaratkan dalam skala manusia, maka partikel alfa yang lolos tersebut telah berusaha mendobrak dinding potensial sebanyak 10211021 kali per detik selama 10 tahun!

So, dalam hal ini fisika kuantum mengajarkan bahwa kesempatan itu selalu ada asal kita mau berusaha.

Artikel ini sebelumnya sudah aku publikasikan di Quora Indonesia.

Sumber https://saintif.com