kali ini, belajarfisikasalverius.blogspot.com akan membagikan cerita tentang fisikawan ternama. Seorang fisikawan yang berkontribusi dalam perkembangan fisika modern. Dalam ilmu fisika modern ini, ia terlibat dalam mengembangan mekanika kuantum. Gelombang kuantum.
Fisikawan ini bernama ; ERWIN SCHRODINGER”
A. Riwayat Hidup Schrodinger
Erwin
Rudolf Josef Alexander Schrödinger lahir
di Wina, Austria-Hongaria,pada tanggal 12 agustus 1887. Ia adalah anak tunggal dari Rudolf Schrodinger dan Georgine Emilia
Brenda (putri Alexander Bauer, profesor
kimia, Technische Hochschule Wina). Ayah
Shcrodinger berasal dari keluarga Bavaria dengan generasi sebelumnya yang telah
menetap di Wina, sedangkan ibunya keturunan Inggris – Austria. Ayahnya adalah Katolik dan ibunya adalah
kristen protestan. Walaupun dibesarkan dalam keluarga religius, Dia menyebut
dirinya seorang ateis. Namun, dia punya minat yang kuat dalam agama-agama
Timur. Panteisme dan menggunakan perlambangan keagamaan dalam
karya-karyanya. Schrodinger memiliki
bakat kuat dengan wawasan pendidikan yang luas.
Erwin
Rudolf Josef Alexander Schrödinger
adalah fisikawan Austria yang mengembangkan sejumlah hasil dasar di
bidang teori kuantum, yang membentuk dasar mekanika gelombang: ia merumuskan
gelombang persamaan (stasioner dan bergantung pada waktu Persamaan Schrödinger)
dan mengungkapkan identitas pengembangan mekanisme formalism dan matriks.
Schrödinger mengusulkan penafsiran makna fisik fungsi gelombang yang asli dan
tahun berikutnya berulang kali dikritik interpretasi Kopenhagen konvensional
mekanika kuantum (menggunakan contoh paradoks kucing Schrödinger). Selain itu, ia
adalah seorang penulis yang memiliki begitu banyak karya dalam berbagai bidang
fisika: Statistik mekanika dan termodinamika, fisika dielectrics, teori warna,
elektrodinamika, Relativitas Umum dan kosmologi, dan ia membuat beberapa upaya
untuk membangun sebuah teori unified field. Dalam bukunya “ Apa itu hidup” .
Schrödinger
membahas masalah-masalah genetika, melihat fenomena kehidupan dari sudut
pandang fisika. Dia memberi perhatian besar terhadap aspek filosofis Sains,
kuno dan oriental konsep-konsep falsafah, etika, dan agama.Ia juga menulis pada
filsafat dan teoritis biologi.
B. Riwayat Pendidikan dan pekerjaan
Pada
tahun 1898 ia diajarkan tutor pribadi dirumah sampai ia memasuki lapangan tenis
Akadamisches, dan kemudian dia lulus ujian matrikulasi di tahun 1906. Pada
tahun 1906 ini juga Schrodinger resmi menjadi mahasiswa di Universitas Wina, di
bawah Franz S. Exner (1849 – 1926) dan Friedrich Hasenohrl (1874 - 1915). Di
universitas tempatnya belajar ini, dia banyak dipengaruhi oleh ilmuwan Friedrich Hasenohrl. Ia dibimbing
dalam fisika teoritis oleh ilmuwan Friedrich ini. Pengaruh baik yang diberikan
Friedrich ini terjadi saat Schrodinger sedang mahir mahirnya dalam menguasai masalah fisika yang
berkesinambungan, sehingga hal ini menjadi dasar baginya untuk karya karya besarnya kelak. Disamping itu ia juga berksperimen dengan Karl
Wilhelm Friedrich Kohlrauch. Di
tahun 1910 Schrodinger menerima gelar Ph.D, kemudian dia memilih untuk
melakukan pelayanan sukarela militer.
Pada
tahun 1911, setelah ia kembali dari dinas militer, ia mengambil janji sebagai
asisten dari Exner dalam fisika eksperimental di Universitas Wina. Antara tahun
1914 yaitu pada saat perang dunia pertama ia dipanggil untuk layanan aktif
yaitu berpartisipasi dalam perang sebagai perwira dalam artileri benteng
Austria . Ia dikirim ke perbatasan Italia sebagai perwira artileri. Disana ia
belajar tentang teori Relativitas Umum Einstein. Karena tidak memungkinkan,
maka ia tidak bisa mengikuti perkembangan teori fisika secara lebih rinci.
Namun, walaupun begitu ia tetap melanjutkan karya teoritisnya. Akhirnya pada
tahun 1917, Schrodinger dipindahkan ke Wina, dimana ia kembali bisa mulai
bekerja ilmiah.
Tetapi
akibat dari perang dunia pertama, Austria mengalami keruntuhan ekonomi dan hal
ini berimbas juga pada keluarga Schrodinger. Schrodinger pun tidak punya
pilihan lain selain merintis karir di dunia bahasa jerman.
Di
tahun 1920, pada tanggal 06 April
menikahi seorang wanita bernama Annemaria Bertel yang lahir pada tanggal 03 Desember 1896.
Pada tahun ini juga Schrodinger mengambil posisi akademik berturut
turut di Universitas Jena ,sebagai assisten dari Max Wien, kemudian ia
menjabat sebagai dosen luar biasa di
Technical University Stuttgart pada bulan september di tahun yang sama ,
di universitas Breslau Ia menjabat
sebagai profesor biasa, dan terakhir
pada tahun 1921 ia pindah ke Universitas Zurich.
Selama
6 tahun di Zurich, yaitu pada tahun 1923 ia menagkap pengertian Louis-Victor
Pierre Raymon De Broglie, seorang ilmuwan dari prancis yang menyatakan bahwa
partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang, yang lebih dikenal sebagai
sifat dualisme partikel. Hipotesis ini menjelaskan temuan Max Planck tentang
gelombang elektromagnetik yang
memancarkan paket paket energi yang disebut kuantum. Selama di Zurich ia
pertama kali mempelajari struktur atom dan kemudian di tahun1924 ia mengambil
statistik kuantum. Ketika ia mulai mendalami statistik kuantum, dia sama sekali
tidak puas dengan teori kuantum dari atom yang dikembangkan oleh Niels Bohr.
Salah satu postulat Bohr yang kemudian diselidiki oleh Schrodinger dan
dinyatakan kebenarannya yaitu gerak elektron yang berpindah lintasn.
Pada
tahun 1927 ia disukseskan oleh Max
Planck pada universitas Friedrich Wilhelm di Berlin. Pada tahun 1933, ia
memutuskan untuk meninggalkan Jerman. Ia tidak menyukai NAZI . Ia menjadi rekan
dari kelompok Magdalen di Universitas Oxford. Beberapa lama setelah ia tiba, ia
mendapakan hadiah Nobel bersama dengan Paul Dirac. (Paul Dirac merupakan
seorang ilmuwan yang memproses penyatuan mekanika kuantum dengan relativitas
khusus dengan megajukan persamaan Dirac untuk elektron. Persamaan Dirac mampu
menjelaskan gambaran relativistic dan fungsi gelombang dari sebuah elektron
yang gagal dijelaskan oleh Schrodinger).
Posisinya di Oxford tidak lazim, ia bersama dengan dua perempuan dan
kucingnya, Milton tidak mendapat penerimaan. Saat kuliah di universitas
Princeton, ia ditawari posisi permanen disana, tetapi ia tidak menerimanya. Dia
juga memiliki prospek posisi di Universitas Edinburgh tetapi terjadi penundaan
visa, dan pada akhirnya dia mengambil posisi di Universitas Graz.
Pada
tahun 1939 schrodinger mendapat masalah, karena penerbangannya dari jerman
diketahui oleh kaum NAZI. Universitas Graz menyuruhnya meninggalkan
pekerjaannya, ia mendapat pelecehan an diberi perintah untuk tidak meninggalkan
negara, tetapi ia dan istrinya melarikan diri ke italia. Pada tahun itu juga,
ia mendapat undangan dari Taoiseach Irlandia untuk tinggal di Irlandia dan
membantu membangun sebuah lembaga untuk studi lanjutan di Dublin. Ia pindah ke
Clontarf, Dublin dan menjadi Direktur sekolah Fisika Teoretis pada tahun 1940,
dan menetap disana selama 17 tahun. Dia dinaturalisasi sebagai warga negara
Irlandia, tetapi ia tetap menghargai kebangsaannya Austria. Schrodinger menetap di dublin sampai ia
pensiun pada tahun 1958. Pada awal tinggal di Dublin, ia mempelajari teori
elektromagnetik dan relativitas.
Walaupun ia pensiun ditahun 1958, ia melanjutkan menjadi profesor
emeritus sampai kematiannya.
C. Mekanika Kuantum
Teori
kuantum awalnya dikembangkan oleh Max Planck untuk mengenali sifat atom.
Pengembangan kuantum awalnya dilakukan sebagai upaya untuk menjawab berbagai
fenomena yang tidak mampu dijelaskan oleh Fisika Klasik yang dipelopori Isaac
Newton melalui teori gravitasinya. Seiring perkembangan waktu, teori ini justru
menjadi fenomena baru yang mendorong ke arah fisika modern. Seorang Albert
Einstein memperkenalkan teori relativitas yang awalnya berbentuk teori
relativitas khusus (disebut khusus karena dibatasi oleh karakter tertentu agar
dapat berlaku) menjadi teori relativitas umum.
Teori relativitas umum mampu menjelaskan berbagai fenomena alam semesta
terkait gravitasi dan menjawab pertanyaan mengenai orbital merkurius yang
cenderung berbeda dengan planet-planet lainnya di tata surya.
Fenomena
teori relativitas memunculkan penjelajahan baru dan luas di bidang fisika
dimana ukuran materi penelitian berada pada skala atomik. Berbagai ilmuwan lain
seperti Niels Bohr, Werner Heisenberg, dan ahli fisika lainnya memicu berbagai
teori baru yang membuka cakrawala akan pemikiran pada skala atomik.
Seiring
dengan perkembangan teori dan hasil penelitian di bidang kuantum, para ilmuwan
kuantum mendapati fakta yang sulit diterima pada akal sehat dimana energi
kuantum mengandung unsur probabilistik, tidak memenuhi konsep separabilitas dan
lokalitas. Einstein, yang merupakan dedengkot penelitian kuantum, tidak bisa
menerima kenyataan bahwa teori kuantum ternyata tidak bersifat deterministik
sebagai ungkapannya yang terkenal: “Tuhan tidak sedang bermain dadu”.
Dalam
tahun pertama karirnya, Schrodinger berkenalan dengan ide – ide teori kuantum
yang dikembangkan dalam karya Max Planck, Albert Einstein, dan Niels Bohr.
Pengetahuan ini membantunya bekerja ada Fisika statistik, namun pada saat itu
ia belum siap untuk berpisah dengan metode tradisional fisika klasik.
Pada tahun 1926, schrodinger menerbitkan tulisannya
dalam Annalen der physik, “ Quantisierung Eis Eigenwertproblem” (terkuantisasi
sebagai masalah nilai eigen), pada gelombang mekanik dan disajikan apa yang
sekarang dikenal menjadi Persamaan Schrodinger. Dalam tulisannya ia memberikan
turunan dari persamaan untuk sistem waktu. Karya ini telah dianggap sebagai
salah satu prestasi yang paling penting pada abad keduapuluh dan menciptakan
sebuah revolusi dalam mekanika kuantum. Empat minggu setelah tulisannya dipublikasikan,
dapat dipecahkan kuantum harmonik osilator, rotor kaku dan masalah molekul
diatomik, membuat satu terbitan baru
dari persamaan Schrodinger. Terbitan ketiga pada bulan mei, menunjukkan
kesetaraan dengan Heisenberg yang adalah ilmuwan asal Jerman yang mengemukaan
gagasan prinsip ketidakpastian dalam mendeskripsikan sistem Fisis yang
terkuantisasi (Kuantum). Keterbatasan postulat De Broglie, Planck dan Bohr
hanya dapat menganalisis bebepara gejala yang sifatnya sederhana seperti
partikel bebas pda osilator harmonik sederhana, namun tidak untuk gejala yang
lebih kompleks, oleh karena itu, pada tulisan keempat Scrodinger yang merupakan
seri paling luar biasa ini menunjukkan bagaimana mengatasi masalah dimana
perubahan waktu. Yang mengeluarkan sebuah persamaan yang dikenal sebagai
persamaan Scrodinger :
D. Karya – karya Schrodinger
Awal
dalam hidupnya, Schrödinger bereksperimen di bidang teknik elektro, atmosfer
listrik dan atmosfer radioaktivitas. Ia
biasanya bekerja dengan mantan gurunya Franz Exner. Ia juga belajar teori gerak
Brown, dan statistik matematika. Tahun 1912, atas permintaan dari editor buku
pegangan listrik dan magnetisme, Schrödinger menulis sebuah artikel yang
berjudul Dieelectrism. Pada tahun yang sama, Schrödinger memberikan persamaan teoritis distribusi tinggi zat radioaktif,
yang diperlukan untuk menjelaskan radioaktivitas diamati atmosfer. Untuk pekerjaan ini, Schrödinger dianugerahi
Hadiah Haytingera 1920 (Haitinger-Preis) Austria Academy of Sciences. Studi
percobaan yang dilakukan oleh peneliti muda ini pada tahun 1914 memeriksa rumus
untuk kapiler tekanan di gelembung gas dan mempelajari sifat-sifat lembut
beta-radiasi yang muncul dalam kejatuhan sinar gamma pada permukaan logam.
Karya terakhir ia tampil bersama temannya Fritz Kohlrausch. Pada tahun 1919,
Schrödinger melakukan eksperimen fisik terakhir pada cahaya koheren dan
kemudian berfokus pada studi teoritis.
Schrodinger menulis sekitar 50 publikasi lebih lanjut
tentang berbagai topik, termasuk penjelajahannya dari unified field theory.
Pada tahun 1935, Schrodinger menerbitkan esai tiga bagian yang sekarang dikenal
dalam mekanika kuantum. Karena esainya
yang luarbiasa itu, Schrodinger diminta untuk
tetap di Oxford selama dua tahun kedepan. Namun, ia tidak tinggal
disana. Dia meninggalkan Oxford untuk pergi ke Austria dan besedia bekerja di
Universitas Graz. Di Graz ia mendapat
jabatan sebagai guru dan profesor kehormatan di Wina.
Karya
lainnya yaitu Pada tahun 1944, ia menulis buku “Apa itu hidup?” yang berisi pembahasan tentang negentropy dan
konsep molekul kompleks dengan kode genetik untuk organisme hidup. Menurut
James D. Watson, buku Schrödinger memberi Watson inspirasi untuk penelitian
gen, yang mengarah ke penemuan struktur heliks ganda DNA pada tahun 1953. Schrödinger tetap di Dublin hingga pensiun
pada tahun 1955. Selama waktu ini ia tetap berkomitmen untuk semangat. Pada tahun 1956, ia kembali ke Wina .
Schrödinger
meninggal di Wina pada usia 73 tahun, pada tanggal 4 Januari 1961 akibat
penyakit tuberkulosa yang dideritanya. Ia meninggalkan seorang istri, Anny
(Annemarie Bertel), dan telah dikuburkan di Alpbach, Austria, di pemakaman
Katolik. Walapun ia bukan Katolik, namun imam yang mengurus pemakaman
mengizinkan pemakaman setelah mengetahui bahwa Schrödinger adalah anggota
Akademi Kepausan. Kemudian istrinya, Anny meninggal pada 3 Oktober 1965. Di
atas Makam Annemarie dan Erwin
Schrödinger, terdapat piring nama fungsi gelombang mekanika kuantum Schrödinger.
E. Schrodinger’s Cat
Pada
Tahun 1935, Einstein menerbitkan makalah tentang percobaan imajiner dengan
meminta kita membayangkan setumpuk serbuk mesiu, karena ketidakstabilan
beberapa partikel, akan terbakar suatu ketika. Persamaan mekanika kuantum
menjelaskan paduan antara sistem yang belum dan sudah meledak. Namun
kenyataannya belum tentu seperti itu. Karena dalam kenyataan, tidak ada kondisi
perantara antara meledak dan belum meledak.
Analogi serbuk mesiu tersebut
ternyata mendorong Schrodinger mengeluarkan ide eksperimen yang ternyata lebih
meyakinkan dibanding analogi serbuk mesiu Einstein. Berikut eksperimen imajiner
ala Schrodinger:
“Anggaplah terdapat seekor kucing yang terkurung dalam
ruang baja, bersama alat pencacah Geiger (pengukur radiasi ionisasi) yang
diberi sedikit zat radioaktif yang sangat sedikit. Dalam 1 jam, salah satu atom
meluruh, tetapi juga kemungkinan tidak. Jika atom meluruh, tabung pencacah
tersebut melepas muatan zat yang melalui relai yang terhubung sehingga
mendorong palu di dalam ruang baja untuk memecahkan tabung percobaan kecil
berisi asam hidrosianida. Jika ruang baja tersebut dibiarkan selama 1 jam, kita
akan mengatakan bahwa kucing itu masih hidup jika saat itu tidak ada atom yang luruh.
Fungsi-psi seluruh sistem tersebut akan menunjukkan hal ini dengan kucing mati
dan hidup yang tercampur atau tumpang tindih di dalamnya.”
Eksperimen
imajiner ini sontak menjadi fenomena di dunia fisika karena mempertanyakan
realitas teori kuantum yang cenderung tidak rasional terhadap dunia nyata.
Berdasarkan pemahaman teori kuantum yang saat itu sedang berkembang, kucing
akan berada pada kondisi hidup dan mati sekaligus sampai diamati kondisi yang
sebenarnya terjadi pada kucing. Hingga saat ini belum pernah dilakukan
eksperimen yang sebenarnya berbentuk kucing, tikus, atau bahkan kutu. Namun
pemikiran Schrodinger mendorong eksperimen lain di bidang fisika kuantum untuk
membuktikan karakter fisika kuantum sebenarnya berdasarkan rekonstruksi eksperimen-eksperimen
imajiner yang dilakukan oleh Einstein dan Schrodinger.
E.
Aplikasi konsep penemuan Schrodinger
Aplikasi dari konsep yang ditemukan oleh Schrodinger
adalah sebagai berikut;
·
Menjelaskan sejumlah pengukuran termasuk spectrum dari atom
kompleks dan sifat-sifat reaksi kimia.
·
Untuk mendapatkan fungsi gelombang serta menggambarkan batas
kemungkinan ditemukannya electron dalam tiga dimensi.
·
Pembuatan televisi dan radio
F.
Gelar penghormatan dan penghrgaan
Masalah
falsafah yang diangkat oleh kucing Schrödinger masih diperdebatkan hari ini dan
tetap warisannya abadi, ilmu yang paling populer, yaitu persamaan Schrodinger.
Sampai hari ini, Schrödinger dikenal sebagai ayah dari fisika kuantum. Dan ada
beberapa penghargan lain yang dibuat untuk menghormatinya, antara lain :
·
Patung Schrödinger, di arcade halaman gedung utama, Universitas
Wina, Austria
·
Potret Schrödinger adalah fitur utama dari desain uang kertas
Austria1000-schilling pada tahun 1983-1997 ,
yang nilai nominalnya tertinggi kedua.
·
Peringatan hari ulang tahunn Schrödinger yang ke 126th dirayakan
dengan Google Doodle.
·
Kawah besar di sisi bulan dinamakan Schrodinger.
·
Erwin Schrödinger International Institute for matematika fisika
didirikan untuknya di Wina pada tahun 1993.
·
Penghargaan Nobel dalam Fisika (1933) - perumusan Persamaan
Schrödinger
·
Medali Max Planck (1937)
·
Penghargaan dari Austria Academy of Sciences (1956)
·
Penghargaan dekorasi Austria untuk ilmu pengetahuan dan seni
(1957)
