kuantum

Kuantum adalah cabang fisika yang mempelajari perilaku materi dan energi pada skala sangat kecil. Dalam mekanika kuantum, sifat fisik seperti energi dan momentum sering muncul dalam nilai diskret, dan objek seperti elektron maupun foton dapat menunjukkan perilaku gelombang sekaligus partikel.

Prinsip utama meliputi superposisi (sistem dapat berada dalam beberapa keadaan sekaligus), keterikatan kuantum (entanglement, keadaan partikel terkait meski terpisah), kuantisasi energi, serta dualitas gelombang-partikel. Ketidakpastian Heisenberg menyatakan batas ketepatan pengukuran dua sifat secara bersamaan.

Formalismenya menggunakan fungsi gelombang yang konsekuensinya memberi probabilitas menemukan sistem dalam suatu keadaan. Perhitungan dilakukan dengan operator observabel dan persamaan seperti Schrödinger atau formalism Dirac yang disebut mekanika kuantum relativistik melalui teori medan kuantum.

Sejarahnya berakar pada gagasan Planck, Einstein, Bohr, dan de Broglie pada awal abad ke-20. Perkembangan utama meliputi mekanika gelombang Schrödinger, formulasi matrix dan bra-ket Dirac, serta pengembangan teori medan kuantum modern.

Aplikasi kuantum meliputi teknologi semikonduktor dan laser, pencitraan medis dengan MRI, serta bidang yang sedang berkembang seperti komputasi kuantum, simulasi kuantum, dan komunikasi kuantum yang menjanjikan kriptografi tak terbelokkan (QKD) dan sensor presisi tinggi.

Meskipun berpotensi besar, interpretasi teori kuantum dan pemahaman fundamentalnya masih menjadi subjek diskusi. Tantangan praktis meliputi dekoherensi, kontrol kuantum terhadap sistem besar, dan skala teknis implementasi.