BAGIKAN
Geralt/Pixabay

Pada tahun 1961, seorang fisikawan pemenang Hadiah Nobel Eugene Wigner menguraikan eksperimen gagasannya yang menunjukkan salah satu paradoks yang kurang terkenal dari mekanika kuantum saat itu. Sebuah eksperimen yang menunjukkan bagaimana salah satu sifat aneh di alam semesta yang memungkinkan dua pengamat — katakanlah, Wigner dan teman Wigner — mengalami realitas yang berbeda.

Sejak saat itu, para fisikawan telah menggunakan eksperimen gagasan tentang “Wigner’s Friend” untuk mengeksplorasi sifat pengukuran dan untuk menelusuri apakah kenyataan yang sebenarnya memang ada. Itu penting karena para ilmuwan melakukan percobaan untuk menetapkan fakta objektif. Tetapi jika mereka mengalami realitas yang berbeda, argumennya masih berlanjut, bagaimana mereka bisa saling sepakat tentang fakta-fakta ini?

Namun eksperimen pemikiran Wigner tidak pernah lebih dari itu — saat itu hanya sebuah eksperimen gagasan saja.

Tahun lalu, para fisikawan menyadari bahwa kemajuan terbaru dalam teknologi kuantum telah memungkinkan untuk mereproduksi percobaan Wigner’s Friend dalam percobaan nyata. Dengan kata lain, adalah mungkin untuk membuat realitas yang berbeda dan membandingkannya di lab untuk mengetahui apakah hal tersebut dapat direkonsiliasi.

Dan hari ini, Massimiliano Proietti dari Universitas Heriot-Watt di Edinburgh dan beberapa rekannya mengatakan bahwa mereka telah melakukan percobaan ini untuk pertama kalinya: mereka telah menciptakan realitas yang berbeda dan membandingkannya. Kesimpulan mereka adalah bahwa Wigner benar – kenyataan ini menunjukkan tidak mungkin untuk menyepakati fakta obyektif pada percobaan.

Eksperimen pemikiran Wigner yang asli pada prinsipnya langsung. Ini dimulai dengan sebuah foton (partikel yang menyusun cahaya) tunggal yang terpolarisasi, jika diukur, dapat memiliki polarisasi horizontal atau polarisasi vertikal. Tetapi sebelum pengukuran, menurut hukum mekanika kuantum, foton ada di kedua keadaan polarisasi pada saat yang sama — yang disebut superposisi.

Diagram sederhana bagaimana foton bisa berada dalam dua keadaan yang berbeda. Perhatikan diagram 1a dan 1b. Misalkan kita lakukan percobaan dengan menembakkan foton satu per satu ke arah sebuah beam-splitter A (pembagi berkas caahaya) dan mendeteksi apakah foton dipantulkan ke detektor B (diagram 1a) “atau” diteruskan ke detektor C (diagram 1b), atau dipantulkan “dan” diteruskan sekaligus. Detektor yang mendeteksi foton akan menyala dan menyerapnya. Kita pastikan setiap foton yang kita tembakkan punya karakteristik fisik yang sama, begitu juga dengan semua parameter dari beam-splitter A. Superposisi yaitu ketika foton berada di kedua detektor pada saat yang sama(Credit majalah1000guru)

Wigner mengibaratkan seorang temannya di lab yang berbeda mengukur keadaan foton ini dan menyimpan hasilnya, sementara Wigner mengamati di tempat lain. Wigner tidak memiliki informasi tentang pengukuran temannya dan dipaksa untuk mengasumsikan bahwa foton dan pengukurannya berada di superposisi dari semua hasil yang mungkin dari percobaan.

Wigner bahkan dapat melakukan percobaan untuk menentukan apakah superposisi ini ada atau tidak. Ini adalah semacam percobaan interferensi yang menunjukkan bahwa foton dan pengukurannya memang dalam superposisi.

Dari sudut pandang Wigner, ini adalah “fakta” – superposisi itu ada. Dan fakta ini menunjukkan bahwa pengukuran tidak mungkin terjadi karena hasilnya akan acak.

Tapi ini sangat kontras dengan sudut pandang temannya, yang memang mengukur polarisasi foton dan merekamnya. Temannya bahkan dapat memanggil Wigner dan mengatakan pengukuran telah dilakukan (asalkan hasilnya tidak terungkap).

Dan kedua realitas itu bertentangan satu sama lain. “Ini mempertanyakan status objektif dari fakta-fakta yang ditetapkan oleh dua pengamat,” kata Proietti dan rekannya.

Itulah teorinya, tetapi tahun lalu Caslav Brukner, di Universitas Wina di Austria, muncul dengan cara untuk menciptakan kembali eksperimen Wigner’s Friend di laboratorium dengan menggunakan teknik yang melibatkan keterikatan banyak partikel pada saat yang bersamaan.

Terobosan yang dibuat Proietti dan rekannya adalah untuk melaksanakan ini. “Dalam percobaan 6-foton yang canggih, kami mewujudkan skenario Wigner’s Friend yang telah dikembangkan ini,” kata mereka.

(Credit: MIT Technology Review)

Mereka menggunakan enam foton terjerat ini untuk membuat dua realitas alternatif — satu mewakili Wigner dan satu mewakili teman Wigner. Teman Wigner mengukur polarisasi foton dan menyimpan hasilnya. Wigner kemudian melakukan pengukuran interferensi untuk menentukan apakah pengukuran dan foton berada dalam superposisi.

Eksperimen membuahkan hasil yang jelas. Ternyata kedua realitas tersebut dapat hidup berdampingan meskipun keduanya menghasilkan hasil yang tidak dapat disepakati, seperti yang diprediksi Wigner.

Hal itu menimbulkan beberapa pertanyaan menarik yang memaksa fisikawan mempertimbangkan kembali sifat dari realitas.

Gagasan bahwa pengamat pada akhirnya dapat merekonsiliasi pengukuran mereka dari beberapa jenis realitas fundamental didasarkan pada beberapa asumsi. Yang pertama adalah bahwa fakta-fakta universal benar-benar ada dan bahwa pengamat dapat menyetujuinya.

Tetapi ada asumsi lain juga. Salah satunya adalah bahwa pengamat memiliki kebebasan untuk melakukan pengamatan apa pun yang mereka inginkan. Dan yang lainnya adalah bahwa pilihan yang dibuat oleh seorang pengamat tidak memengaruhi pilihan yang dibuat oleh pengamat lain — sebuah asumsi yang oleh para fisikawan disebut sebagai lokalitas.

Jika ada kenyataan objektif yang dapat disepakati semua orang, maka semua asumsi ini berlaku.

Tetapi hasil Proietti dan rekannya menunjukkan bahwa realitas objektif tidak ada. Dengan kata lain, percobaan menunjukkan bahwa satu atau lebih asumsi — gagasan bahwa ada kenyataan yang dapat kita sepakati, gagasan bahwa kita memiliki kebebasan memilih, atau gagasan lokalitas — pasti salah.

Tentu saja, ada jalan keluar lain bagi mereka yang berpegang pada pandangan konvensional tentang kenyataan. Ini adalah bahwa ada beberapa celah lain yang diabaikan oleh para peneliti. Memang, fisikawan telah mencoba untuk menutup celah dalam eksperimen serupa selama bertahun-tahun, meskipun mereka mengakui bahwa tidak mungkin untuk menutup semuanya.

Meskipun demikian, karya ini memiliki implikasi penting bagi karya ilmuwan. “Metode ilmiah bergantung pada fakta, ditetapkan melalui pengukuran berulang dan disepakati secara universal, terlepas dari siapa yang mengamatinya,” kata Proietti dan rekannya. Namun di makalah yang sama, mereka merusak ide ini, bisa menjadi fatal.

Selanjutnya adalah melangkah lebih jauh: membangun eksperimen yang menciptakan realitas alternatif yang semakin aneh yang tidak dapat direkonsiliasi. Di mana ini akan membawa kita tidak dapat memastikan. Tapi Wigner, dan temannya, pasti tidak akan terkejut.