Kucing Schrödinger: Sebuah Eksperimen Pikiran dalam Mekanika Kuantum

"Kucing Schrödinger adalah suatu eksperimen pikiran, terkadang digambarkan juga sebagai paradoks, yang dirancang oleh fisikawan Austria Erwin Schröding"

Abdul Rasyid Juni 17, 2025

Ilustrasi Kucing Schrödinger

Kucing Schrödinger adalah sebuah eksperimen pikiran yang terkenal, terkadang juga digambarkan sebagai paradoks, yang dirancang oleh fisikawan Austria Erwin Schrödinger pada tahun 1935. Eksperimen ini diciptakan untuk menggambarkan apa yang dilihat Schrödinger sebagai masalah dalam interpretasi Kopenhagen mekanika kuantum ketika diterapkan pada objek sehari-hari. Sejak pertama kali diajukan, Kucing Schrödinger telah menjadi landasan penting dalam diskusi teoretis mengenai berbagai interpretasi mekanika kuantum, dan bahkan telah menemukan jalannya ke dalam budaya populer.

Asal Mula Eksperimen

Erwin Schrödinger mengusulkan eksperimen pikirannya ini sebagai bagian dari diskusi mengenai artikel Einstein, Podolsky, dan Rosen (EPR) pada tahun yang sama. Artikel EPR menyoroti sifat aneh dari superposisi kuantum, di mana sistem kuantum dapat berada sebagai kombinasi dari beberapa keadaan yang sesuai dengan kemungkinan hasil yang berbeda. Schrödinger dan Einstein bertukar surat mengenai artikel EPR, di mana Einstein bahkan menyebutkan kemungkinan bubuk mesiu yang tidak stabil berada dalam superposisi antara meledak dan tidak meledak. Schrödinger bermaksud menggunakan contoh kucing ini untuk menunjukkan betapa absurdnya pandangan mekanika kuantum yang ada pada saat itu, bukan untuk mempromosikan gagasan kucing yang benar-benar hidup dan mati sekaligus.

Bagaimana Eksperimen Itu Bekerja?

Dalam skenario yang diusulkan Schrödinger, seekor kucing dikurung dalam ruang baja tertutup rapat bersama dengan perangkat "iblis" berikut:

Sebuah pencacah Geiger berisi sedikit zat radioaktif. Jumlah zat radioaktifnya sangat kecil sehingga dalam satu jam, ada kemungkinan satu atom meluruh, tetapi juga ada kemungkinan sama sekali tidak ada yang meluruh.
Jika atom meluruh, pencacah Geiger akan aktif dan melalui sebuah relai, akan melepaskan sebuah palu.
Palu ini akan menghancurkan sebuah labu kecil berisi asam hidrosianat, yaitu racun.

Jika sistem ini dibiarkan selama satu jam tanpa gangguan, menurut Schrödinger, fungsi gelombang dari keseluruhan sistem akan menunjukkan kucing dalam keadaan hidup dan mati (maafkan ungkapannya) yang bercampur baur atau "terlumuri" dalam bagian yang sama. Ini adalah kondisi yang dikenal sebagai superposisi kuantum.

Inti Paradoks

Paradoks Kucing Schrödinger muncul dari kontradiksi antara fisika kuantum dan pengalaman sehari-hari.

Di dunia kuantum (skala atom dan subatomik), partikel dapat berada dalam superposisi — artinya, mereka bisa berada di dua keadaan sekaligus. Misalnya, partikel radioaktif tersebut belum meluruh dan sudah meluruh sekaligus.
Namun, di dunia makroskopis (skala kucing atau manusia), kita hanya melihat satu keadaan definitif: kucing itu hidup atau mati, tidak keduanya.

Eksperimen ini menimbulkan pertanyaan fundamental: kapan tepatnya superposisi kuantum berakhir dan realitas "runtuh" atau "kolaps" menjadi satu kemungkinan atau kemungkinan lainnya? Intuisi kita mengatakan bahwa seekor kucing tidak mungkin berada dalam keadaan hidup dan mati secara bersamaan. Namun, penafsiran Kopenhagen dari mekanika kuantum yang diterapkan pada sistem ini menyiratkan hal tersebut. Ini menunjukkan bahwa tindakan pengamatan secara harfiah "mengubah" kenyataan dalam kerangka ini—sebelum kotak dibuka, kucing itu dalam keadaan ambigu, tetapi begitu dilihat, ia "memilih" satu keadaan.

Berbagai Interpretasi Mekanika Kuantum

Sejak zaman Schrödinger, berbagai interpretasi telah diajukan untuk menjawab pertanyaan yang diajukan oleh Kucing Schrödinger, yaitu mengenai berapa lama superposisi bertahan dan kapan (atau apakah) superposisi itu runtuh.

Interpretasi Kopenhagen: Ini adalah interpretasi yang paling umum pada tahun 1935. Dalam pandangan ini, sistem berhenti menjadi superposisi dan menjadi salah satu keadaan ketika pengamatan dilakukan. Namun, Niels Bohr, salah satu tokoh utama Kopenhagen, berpendapat bahwa kucing itu akan mati atau hidup jauh sebelum kotak dibuka oleh pengamat sadar, karena "pengukuran" sudah terjadi pada tingkat Geiger counter. Superposisi tidak memiliki makna fisik baginya.
Interpretasi Banyak-Dunia (Many-Worlds Interpretation): Diformulasikan oleh Hugh Everett pada tahun 1957, interpretasi ini tidak menganggap pengamatan sebagai proses spesial. Sebaliknya, kedua keadaan kucing (hidup dan mati) tetap ada setelah kotak dibuka, tetapi mereka terpisahkan atau "dekoheren" satu sama lain. Artinya, ketika kotak dibuka, alam semesta "terbelah" menjadi dua cabang paralel: satu di mana pengamat melihat kucing mati, dan satu lagi di mana pengamat melihat kucing hidup. Tiap cabang alam semesta sama nyatanya tetapi tidak dapat berinteraksi.
Interpretasi Ansambel: Interpretasi ini menyatakan bahwa superposisi bukanlah deskripsi sistem fisik tunggal, melainkan hanya berlaku untuk statistik dari banyak eksperimen kucing yang disiapkan dengan cara yang sama. Ini menganggap paradoks Kucing Schrödinger sebagai masalah sepele atau bukan masalah sama sekali, karena superposisi tidak berlaku untuk kucing individu.
Interpretasi Relasional: Dalam pandangan ini, semua sistem (manusia, kucing, atau peralatan) adalah sistem kuantum yang diatur oleh aturan evolusi fungsi gelombang yang sama. Pengamat yang berbeda dapat memiliki catatan yang berbeda tentang serangkaian peristiwa yang sama, tergantung pada informasi yang mereka miliki. Bagi kucing, fungsi gelombang peralatan telah "runtuh"; bagi penguji, isi kotak masih dalam superposisi. Keduanya akan memiliki informasi yang sama hanya setelah kotak dibuka.
Interpretasi Transaksional: Interpretasi ini menganggap gelombang yang dipancarkan ke depan dan ke belakang dalam waktu sebagai fisik yang nyata. Kucing tidak pernah berada dalam superposisi, melainkan selalu berada dalam satu keadaan pada waktu tertentu, terlepas dari kapan pengamat manusia melihat ke dalam kotak. Keruntuhan fungsi gelombang bersifat "atemporal," terjadi di sepanjang transaksi antara sumber dan peralatan.
Teori Keruntuhan Objektif: Menurut teori ini, superposisi hancur secara spontan (terlepas dari pengamatan eksternal) ketika ambang batas fisik objektif tertentu (waktu, massa, suhu, ireversibilitas, dll.) tercapai. Dengan demikian, kucing diharapkan sudah berada dalam keadaan definitif jauh sebelum kotak dibuka, seolah-olah "kucing itu mengamati dirinya sendiri" atau "lingkungan mengamati kucing itu."
Penyelesaian Berdasarkan Teori Kuantum Standar dan Eksperimen: Pengetahuan terkini tentang nonlokalitas, terutama setelah karya John Bell pada tahun 1964 dan eksperimen dengan foton terbelit, menunjukkan bahwa keadaan Kucing Schrödinger hanyalah superposisi dari dua korelasi: seekor kucing hidup berkorelasi sempurna dengan inti yang tidak meluruh, dan seekor kucing yang mati berkorelasi sempurna dengan inti yang meluruh. Artinya, dalam setiap uji coba eksperimen, kita akan menemukan kucing hidup dan inti yang tidak meluruh, atau kucing mati dan inti yang meluruh. Ini berarti fisika kuantum tidak memprediksi kucing mati-dan-hidup yang tersuperposisikan, dan paradoks tersebut seharusnya tidak ada dalam interpretasi ini.

Efek Zeno dan Aplikasi Modern

Fenomena Efek Zeno menunjukkan bahwa pengamatan berulang-ulang dapat menyebabkan penundaan perubahan dari keadaan awal, sementara efek anti-Zeno mempercepat perubahan. Ini berarti bahwa bahkan tanpa mengintip ke dalam kotak, kematian kucing dapat tertunda atau dipercepat tergantung lingkungannya.

Meskipun Kucing Schrödinger adalah eksperimen pikiran dan tidak dimaksudkan untuk benar-benar dilakukan pada kucing, prinsip-prinsip yang digambarkannya telah mendorong penelitian penting. Eksperimen-eksperimen telah berhasil menciptakan "keadaan kucing" (cat states)—superposisi objek yang relatif besar (menurut standar fisika kuantum)—meskipun belum pada skala kucing sesungguhnya. Contohnya adalah superposisi yang dicapai pada foton, ion berilium, perangkat SQUID (Superconducting QUantum Interference Device), dan garpu tala piezoelektrik yang terdiri dari sekitar 10 triliun atom.

Pada tahun 2012, Serge Haroche dari Perancis dan David Wineland dari Amerika Serikat memenangkan Hadiah Nobel Fisika karena berhasil menemukan metode eksperimen untuk mengamati dan mengontrol partikel kuantum tanpa merusak kondisi kuantumnya, yang dapat dianalogikan dengan "menangkap Kucing Schrödinger" tanpa merusaknya. Konsep superposisi juga dimanfaatkan dalam komputasi kuantum, memungkinkan perhitungan yang jauh lebih cepat daripada komputer konvensional.

Kucing Schrödinger dalam Budaya Populer

Gambar karya F. Gwynplaine MacIntyre ini , yang awalnya diterbitkan di majalah Analog , mengilustrasikan cerita fiksi ilmiah karya MacIntyre "Schrödinger's Cat-Sitter". Kucing tersebut digambarkan secara bersamaan di depan dan di belakang trisula yang mustahil dalam ilusi optik .

Kucing Schrödinger telah memperoleh status kultus dalam budaya populer. Selain digunakan untuk menjelaskan konsep fisika kuantum dengan cara yang mudah dipahami, eksperimen ini juga sering muncul dalam fiksi, film, dan bahkan meme internet. Daya tarik budayanya terletak pada pertanyaan "bagaimana jika" yang ditimbulkannya, mendorong kita untuk merenungkan konsekuensi dari pilihan-pilihan manusia dan sifat realitas itu sendiri. Ia mengajak kita bertanya, jika kita tidak mengamati, apakah sesuatu itu benar-benar ada? Ini juga mengundang pertanyaan filosofis tentang apakah kita, sebagai pengamat, juga menjadi bagian dari sistem yang lebih besar dan apakah ada banyak versi diri kita yang menyaksikan realitas yang berbeda.

Singkatnya, Kucing Schrödinger adalah cara yang brilian untuk memahami betapa misterius dan menariknya dunia kuantum, meskipun pada dasarnya itu adalah sebuah ilustrasi teoretis dan tidak literal.