Lanjutan Zero Light Velocity

Melihat partikel foton secara langsung saya pikir tidak mungkin karena ukurannya dan intensitasnya jauh dibawah panjang gelombang cahaya tampak yang terlihat oleh mata - sehari-hari kita melihat jutaan foton sekaligus, sedangkan upaya lain untuk melihatnya (misalkan dengan mikroskop elektron) akan menyebabkan kerusakan pada fungsi gelombang foton sehingga menjadi blurr. Namun yang menarik adalah bahwa mereka berhasil membuat kecepatan cahaya pada keadaan zero velocity (0 m/s) foton meski hanya sebentar (1 ms) seperti di "Pause" kemudian berjalan lagi. Nah, mengapa ia tidak hancur mengingat massanya pada saat diam adalah 0? Ini berarti foton sepenuhnya tidak bermassa dan berenergi pada saat itu karena menurut Einstein energi foton berasal dari momentumnya. Disinilah fisika kuantum menurut saya dapat menjawabnya: Ketidakpastian Heisenberg!

Menurut fisika kuantum keadaan super mati/diam sebenarnya tidaklah dapat tercapai karena pastilah terdapat ketidakpastian dalam posisi. Sebuah partikel diam memiliki ketidakpastian posisi nol yang tidak mungkin karena ketidakpastian momentumnya haruslah tak hingga. Begitu juga ketidakpastian dalam waktu dan energi. Oleh karenanya sebenarnya foton itu tidaklah benar-benar diam atau setidaknya diam dalam waktu yang sangat singkat sehingga memungkinkan adanya fluktuasi ketidakpastian energi. Jadi foton itu tentulah memiliki sedikit energi (meski sangat2 sedikit) sehingga tidak mati total. Sekali lagi ketidak pastian justru menolong kita dari paradox. Hahaha....CMIIW.

Salam

Kecepatan Cahaya 0 apakah mungkin?

Arifianto berkata...

Berarti pada suhu nol mutlak kecepatan cahaya bisa 0 m/s dunkz? artinya cahaya akan musnah atau berubah menjadi apa? apa konsekuensinya jika foton bertambah lambat? apa berarti kita bisa melihat foton yang bergerak menuju mata kita dengan kecepatan 60km/jam?

Btw mas dodi apa kabar? masih inget saya gak komti '39.

Terima Kasih atas tanggapannya mas. Kabar saya baik bagaimana dengan mas?

Pertanyaan mas bagus-bagus saya mesti cari referensi yang pas hehehe... Dugaan saya sebelum mencari referensi sepertinya mungkin saja karena pada kedaaan zero temperature atau nol muttlak berarti tidak ada gerak. Oleh karenanya cahaya juga karena merupakan entitas fisis harus berada dalam keadaan "mati" atau diam. Dugaan saya terbukti ketika menemukan eksperimen fisika Hau et al. di jurnal ilmiah nature edisi Januari 2001 . (Lihat rujukan) Di situ tim mereka berhasil mematikan (halt still-mendiamkan) cahaya dengan bantuan laser (sumber cahaya) dan atom superdingin dari awan-awan sodium selama 1 ms (mili detik). Menakjubkan!

Sebelumnya Hau dan timnya berhasil mengurangi kecepatan cahaya dari 3 10^8 m/s menjadi 17 m/s sebelum akhirnya berhasil menghentikannya. Penemuan ini sangat penting bagi aplikasi informasi kuantum.

Salam,

Rujukan:


Observation of coherent optical information storage in an atomic medium using halted light pulses
CHIEN LIU, ZACHARY DUTTON, CYRUS H. BEHROOZI, LENE VESTERGAARD HAU
Nature 409, 490-493 (25 January 2001)

http://www.nature.com/nature/links/010125/010125-3.html

Ukuran Quark vs Elektron

Mas arifianto bertanya soal ukuran quark dan elektron, manakah yang lebih besar?

Pertanyaan yang sekilas tampak sederhana, sebenarnya tidak sederhana karena keduanya merupakan partikel fundamental yang tentunya tak dapat diukur seperti biasa. Teori kuantum mengajarkan kita bahwa gelombang memiliki sifat partikel dan sebaliknya juga partikel memiliki sifat gelombang. Bahkan dapat dikatakan bahwa dalam level yang mikroskopik sebelum diukur keduanya berisfat dual (gelombang dan partikel).

Mengukur ukuran partikel seharusnya mudah karena energi dan bentuknya terpusat sedangkan gelombang memiliki energi yang terdistribusi dalam ruang dan karenanya tidak terlalu tepat jika ditanyakan ukurannya. Oleh karena elektron dan quark adalah partikel dual ukuran yang dicari biasanya ditentukan berdasarkan gerak keduanya seperti jarak elektron dari inti dan ukuran awan elektron (untuk mempelajari ikatan molekul/kulit atom) bukan ukuran elektron itu sendiri. Ukuran elektron tidak terlalu bermakna karena elektron menurut teori kuantum adalah paket energi/gelombang yang memiliki fungsi gelombang, disamping itu mengukur elektron dengan tepat menurut prinsip Heisenberg juga sulit mengingat ada ketidakpastian dalam penentuan posisi elektron.

Namun untuk memberikan gambaran:
Sebuah atom Hidrogen (1 proton + 1 elektron) memiliki radius klasik (perhitungan matematis dengan anggapan tidak ada dualitas/dianggap partikel) adalah sekitar 1 nanometer (10^-9) sedangkan jari-jari sebuah elektron bebas adalah sekitar 3 femtometer (10^15). Quark sepertinya < 1 fm, menurut penelitian terbaru sekitar 1 attometer (10^-18). Jadi sepertinya quark lebih kecil daripada elektron :). Btw, ukuran panjang terkecil fisika yang mungkin adalah 10^-35 m(satu meter dibagi 10 ribu juta juta juta juta juta) yang dikenal dengan panjang Planck.

Check me if im wrong (CMIIW)

Silahkan merujuk ke:
http://en.wikipedia.org/wiki/Orders_of_magnitude_(length)
http://en.wikipedia.org/wiki/Classical_electron_radius
http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00494.htm

Tanggapan Mas Arifianto Tentang Petir

Mas, terima kasih atas tanggapannya. Saya muatkan di post ya

kalo menurut saya:
1> petir terjadi karena adanya akumulasi muatan negatif pada awan sehingga terjadi selisih tegangan yang sangat besar antar awan atau antara bumi dan awan. namun besarnya selisih potensial harus lebih besar dari potensial penghalang antar awan atau bumi-awan untuk terjadinya petir. 2> petir selalu disartai bunyi hanya terkadang kita tidak bisa mendengarnya karena terlalu jauh. 3> petir memang aliran muatan negatif (elektron) yang sangat cepat. 4> fungsi penangkal petir bukan sebagai tempat tersambarnya petir sehingga tidak menyambar di tempat lain. melainkan untuk mencegah terjadinya petir dengan mengalirkan muatan berlebih ke bumi.

Foton dan LHC

fiephy eckasary berkata...
Assalamualikum,,,maaf bapak ,saya mau tanya,,perbedaan antara cahaya dengan Foton..? terutama di ruang hampa? Kenapa proyek HLC yang tentang materi yang lebih kecil dari atom/Quark dicari dicari dengan ruang dan suhu tertentu,,,,?dan kalo ga salah diameter dari proyek ini(mencari materi lebih kecil atom/quark)diameternya berkilo-kilo meter bahkan puluhan kilometer?

Fiephy, terima kasih atas pertanyaannya.

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Teori kuantum mengajarkan kepada kita bahwa cahaya bersifat dual yakni memiliki sifat partikel dan juga sifat gelombang. Akan tetapi, perlu diketahui bahwa kedua sifat ini tidak muncul secara bersamaan tetapi secara terpisah kadang sebagai partikel kadang sebagai gelombang bergantung pada setting eksperimen atau kondisi lingkungan.

Sebagai contoh dalam efek fotolistrik cahaya seperti sekumpulan "peluru foton" yang menumbuk logam sedangkan dalam kasus celah ganda (young) cahaya berperilaku gelombang karena mengalami difraksi dan interferensi. Foton saat ini (model standard) dipandang sebagai entitas terkecil atau "kuanta" cahaya, atau bolehlah diimajinasikan sebagai partikel cahaya kalau kita berbicara dalam konteks cahaya sebagai pertikel.

Kecepatan cahaya dalam vakum adalah sebuah konstanta fisika/alam yang sangat penting. Definisi sistem panjang dalam satuan metrix kita bergantung pada kekonstanan laju cahaya. Kecepatan cahaya dalam non vakum lebih lambat karena dipengaruhi oleh indeks biasnya. Mengenai perbedaan foton dan cahaya dalam ruang vakum saya pikir tidaklah relevan karena foton adalah kuanta cahaya sebagai partikel, seperti halnya quark adalah kuanta terkecil dari seluruh unsur dalam tabel periodik kita.

Pertanyaan kedua. Mungkin yang Anda maksud adalah LHC (Large Hadron Collider), prinsip kerjanya adalah konsep gaya Lorentz dimana sebuah medan magnet eksternal akan memberikan gaya pada partikel semisal elektron sehingga ia akan dipercepat. Mengapa? Karena partikel itu harus memiliki energi yang sangat besar agar dapat memecah atom menjadi bagian-bagian terkecil. Ibarat mau tahu bata penyusun rumah, maka rumah tersebut harus dihajar dengan sebuah bola berkecepatan tinggi. Jika energi penabrak kurang maka para fisikawan tidak bisa mengukur massa/energi batu bata (dalam hal ini quark dan partikel elementer lainnya).

Untuk menghasilkan medan magnet yang besar para fisikawan menggunakan superkonduktor (zero current dissipation) raksasa tentunya dengan biaya milyaran dollar yang dipasang membentuk lingkaran (gaya lorenzt tegak lurus v penabrak sehingga trayektorinya membentuk lingkaran) dengan diameter hingga puluhan kilomenter (bahkan ada yang lintas negara seperti di CERN ). Ini dilakukan agar penabrak dapat dipercepat hingga 99,99% kecepatan cahaya (bayangkan peningkatan energinya!!). Mengenai suhu tentu harus dikondisikan agar berada dibawah temperatur kritis agar material bersifat superkonduktor. Material bersifat superkonduktor hanya dibawah suhu kritisnya.