Page 57 - Trends in Science and Technology fo Sustainable Living

18 Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Terbuka (2023)

5. Penerapan dalam Mekanika Kuantum
Mekanika kuantum merupakan cabang ilmu fisika yang
menjelaskan perilaku materi serta interaksinya dengan energi
pada skala atom dan partikel subatom. Karena teori mekanika
Newton klasik tidak dapat menjelaskan fenomena mekanik pada
skala atomik dan subatomik, teori mekanika kuantum muncul
untuk menggantikan konsep deterministik klasik dengan konsep
indeterministik. Mekanika kuantum digunakan untuk menyusun
kerangka acuan matematika untuk fisika atom, fisika molekular,
kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir.
Sejarah mekanika kuantum berkembang dari penyelesaian Max
Planck tahun 1900 pada masalah radiasi benda-hitam dan artikel
Albert Einstein tahun 1905 yang menawarkan teori berbasis-
kuantum untuk menjelaskan efek fotolistrik. Teori kuantum telah
lama dikaji secara mendalam pada pertengahan tahun 1920-an.
Teori ini dinyatakan dalam berbagai rumus matematika, salah
satunya adalah sebuah fungsi matematika yang disebut fungsi
gelombang. Fungsi ini memberikan informasi mengenai amplitudo
probabilitas dari posisi, momentum, dan properti fisik lainnya dari
sebuah partikel.
Untuk menjelaskan ide dan konsep dasar mekanika kuantum,
dimisalkan sebuah partikel tunggal yang dibatasi untuk satu
dimensi (yaitu, ℝ). Dalam mekanika klasik, keadaan sistem pada
suatu saat dijelaskan dengan menentukan posisi dan kecepatan
partikel. Oleh karena itu, dalam mekanika klasik, keadaan sesaat
dari sistem dideskripsikan dalam bentuk pasangan bilangan.
Dalam mekanika kuantum, keadaan sesaat dideskripsikan dengan
fungsi φ dengan mengasumsikan φ adalah anggota dari ruang
Hilbert L 2 (−∞ ,)∞ . Kemudian, dalam mekanika kuantum, persamaan
gelombang digunakan untuk memprediksi secara statistik besaran
sistem yang diukur, sedangkan dalam mekanika klasik, persamaan
gerak digunakan untuk mengetahui secara tepat posisi dan
momentum setiap partikel.