Hasil studi ini menyodorkan langkah penting menuju pemahaman bahwa
urutan kausal yang definitif mungkin tidak menjadi sifat yang wajib di
alam.
Salah satu konsep paling mengakar dalam dunia sains dan juga dalam
kehidupan sehari-hari adalah perihal sebab akibat; gagasan bahwa
peristiwa saat ini disebabkan oleh peristiwa di masa lalu dan, pada
gilirannya, tindakan menjadi penyebab untuk apa yang akan terjadi di
masa depan. Jika peristiwa A adalah penyebab untuk akibat B, maka B tak
bisa menjadi penyebab untuk A. Kini, para fisikawan teoritis dari
Universitas Wina dan Université Libre de Bruxelles menunjukkan bahwa
dalam mekanika kuantum dimungkinkan untuk menciptakan situasi di mana
satu peristiwa bisa menjadi keduanya, sebab maupun akibat.
Temuan ini dipublikasikan dalam Nature Communications.
Meski belum diketahui apakah situasi semacam itu bisa ditemukan di alam,
kemungkinan bahwa itu bisa terjadi telah lebih jauh mencapai implikasi
bagi fondasi mekanika kuantum, kuantum gravitasi dan komputasi kuantum.
Hubungan sebab akibat: Siapa mempengaruhi siapa
Dalam kehidupan sehari-hari dan dalam fisika klasik, peristiwa diatur
berdasarkan waktu: Suatu sebab hanya bisa mempengaruhi akibat di masa
depannya bukan di masa lalu. Contoh sederhananya, bayangkan seseorang
bernama Alice berjalan memasuki sebuah ruangan dan menemukan secarik
kertas. Setelah membaca pesan yang tertulis di atas kertas itu, Alice
menghapusnya dan menggantinya dengan pesan darinya sendiri. Di waktu
yang berbeda, seseorang yang lain, bernama Bob, memasuki ruangan yang
sama serta melakukan hal yang sama: membaca isi pesan, menghapusnya dan
menulis ulang pesan sendiri ke atas kertas tersebut. Jika Bob memasuki
ruangan itu setelah Alice, ia akan mampu membaca apa yang ditulis Alice;
namun Alice tak akan punya peluang untuk mengetahui isi pesan dari Bob.
Dalam kasus ini, pesan Alice adalah “sebab” dan apa yang dibaca Bob
adalah “akibat.” Tiap kali keduanya mengulang prosedur tersebut, hanya
satu yang akan mampu membaca apa yang ditulis oleh yang lain. Bahkan
sekalipun mereka tidak saling melihat dan tidak mengetahui siapa yang
pertama kali memasuki ruangan, mereka bisa menyimpulkannya dari apa yang
mereka baca dan tulis di atas kertas. Misalnya, Alice menulis “Alice
datang ke sini hari ini,” maka jika Bob membaca pesan tersebut, ia akan
tahu bahwa dirinya memasuki ruangan itu sesudah Alice.
Pelanggaran kuantum pada urutan kausal
Selama hukum fisika klasik dimungkinkan, urutan peristiwa adalah
bersifat tetap: baik Bob maupun Alice adalah yang pertama yang memasuki
ruangan dan meninggalkan pesan untuk yang lain. Namun, ketika mekanika
kuantum berperan, gambarannya bisa berubah secara drastis. Berdasarkan
mekanika kuantum, objek bisa kehilangan sifat-sifat klasiknya yang sudah
terdefinisi dengan baik, seperti misalnya sebuah partikel yang bisa
berada di dua lokasi yang berbeda pada saat yang sama. Dalam fisika
kuantum ini disebut “superposisi.”
Kini, sebuah tim internasional yang dipimpin oleh fisikawan Caslav
Brukner dari Universitas Wina telah menunjukkan bahwa keteraturan sebab
kejadian bisa menjadi sebuah superposisi. Apabila – dalam contoh awal –
Alice dan Bob memiliki sistem kuantum selain secarik kertas biasa untuk
menulis pesan, mereka dapat berakhir dalam situasi di mana masing-masing
dapat membaca pesan yang ditulis satu sama lain. Efektifnya, satu
situasi memiliki superposisi dari dua situasi: “Alice yang pertama
memasuki ruang dan meninggalkan pesan sebelum Bob” dan “Bob yang pertama
memasuki ruang dan meninggalkan pesan sebelum Alice.”
“Bagaimanapun juga, superposisi belum dipertimbangkan dalam perumusan
standar mekanika kuantum karena teori ini selalu mengasumsikan urutan
kausal yang pasti di antara dua peristiwa,” kata Ognyan Oreshkov dari
Université Libre de Bruxelles. “Tapi jika kita yakin bahwa mekanika
kuantum mengatur semua fenomena, wajar untuk mengharapkan bahwa urutan
peristiwa juga bisa menjadi tidak definitif, mirip dengan lokasi sebuah
partikel atau kecepatannya,” tambah Fabio Costa dari Universitas Wina.
Hasil studi ini menyodorkan langkah penting menuju pemahaman bahwa
urutan kausal yang definitif mungkin tidak menjadi sifat yang wajib di
alam. “Tantangan yang sebenarnya adalah mencari tahu di bagian alam mana
kita harus mencari superposisi dari urutan kausal,” jelas Caslav
Brukner dari kelompok Quantum Optics, Quantum Nanophysics, Quantum
Information di Universitas Wina.
Gambar :
-
Sebuah kerangka kerja bagi mekanika kuantum ini mendemonstrasikan
kemungkinan bagi dua agen untuk melakukan tugas komunikasi di mana hal
ini mustahil untuk menyebut dengan pasti siapa mempengaruhi siapa
(Kredit: Universitas Wina)
