Courtesy of InterestingEngineering

Penemuan Baru: Entropi Sistem Kuantum Tertutup Naik Seiring Waktu

01 Feb 2025, 17.01 WIB

99 dibaca

Menurut hukum kedua termodinamika, entropi dalam sistem terisolasi cenderung meningkat seiring waktu. Contoh dari hal ini adalah es yang mencair, ruangan yang semakin berantakan, kopi panas yang mendingin, dan proses penuaan. Selama ini, para ilmuwan percaya bahwa fisika kuantum adalah pengecualian dari hukum ini. Namun, penelitian terbaru dari Universitas Teknologi Wina menunjukkan bahwa entropi dalam sistem kuantum tertutup juga meningkat seiring waktu hingga mencapai puncaknya. Penelitian ini menekankan bahwa meskipun kita tidak bisa memiliki pengetahuan lengkap tentang sistem kuantum, kita bisa menggunakan konsep entropi Shannon untuk mengukur ketidakpastian dalam hasil pengukuran.

Dengan menggunakan entropi Shannon, kita dapat memahami perilaku sistem kuantum yang awalnya dapat diprediksi. Misalnya, jika kita mengukur spin elektron dan sudah tahu bahwa spin-nya 100% ke atas, maka entropi Shannon adalah nol. Namun, jika spin-nya 50% ke atas dan 50% ke bawah, entropi Shannon menjadi tinggi karena hasilnya tidak pasti. Seiring waktu, entropi meningkat hingga mencapai titik stabil, mirip dengan apa yang kita amati dalam termodinamika klasik. Penelitian ini menunjukkan bahwa hukum kedua termodinamika juga berlaku dalam sistem kuantum yang terisolasi, asalkan kita menggunakan definisi entropi yang tepat.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/entropy-also-work-in-quantum-world

Analisis Kami

"Penemuan ini sangat penting karena menghapus dikotomi antara fisika klasik dan kuantum terkait entropi, menunjukkan bahwa pemahaman kita terhadap entropi dalam fisika kuantum selama ini terlalu sempit. Dengan menggunakan pendekatan entropi yang lebih relevan seperti entropi Shannon, kita bisa memahami bagaimana ketidakpastian dan informasi berperan dalam evolusi kuantum, yang sangat berguna untuk pengembangan komputasi kuantum di masa depan."

Analisis Ahli

Marcus Huber

"Pendekatan baru ini menunjukkan kesamaan prinsip dasar termodinamika dan fisika kuantum, membuka kemungkinan penggabungan teori yang lebih holistik di masa depan."

Prediksi Kami

Penelitian ini dapat membuka jalan bagi pemahaman yang lebih dalam dan pengembangan teknologi kuantum yang memanfaatkan dinamika entropi dalam sistem tertutup, serta memperkuat teori fisika kuantum dan termodinamika secara terpadu.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dimaksud dengan entropi dalam konteks hukum termodinamika?

Entropi dalam konteks hukum termodinamika adalah ukuran ketidakpastian atau kekacauan dalam suatu sistem, yang cenderung meningkat seiring waktu.

Siapa yang pertama kali menunjukkan bahwa entropi dalam sistem kuantum tetap konstan?

John von Neumann adalah orang yang pertama kali menunjukkan bahwa entropi dalam sistem kuantum tetap konstan jika kita memiliki pengetahuan lengkap tentang keadaan kuantum.

Apa perbedaan antara entropi von Neumann dan Shannon entropy?

Entropi von Neumann mengacu pada entropi dalam konteks pengetahuan lengkap tentang sistem, sedangkan Shannon entropy mengukur ketidakpastian dalam hasil pengukuran tertentu.

Bagaimana penelitian terbaru dari TU Wien mengubah pemahaman tentang entropi dalam sistem kuantum?

Penelitian terbaru dari TU Wien menunjukkan bahwa entropi dalam sistem kuantum juga meningkat seiring waktu, menantang pemahaman sebelumnya yang menyatakan bahwa sistem kuantum adalah pengecualian dari hukum termodinamika.

Apa yang terjadi pada entropi sistem kuantum seiring berjalannya waktu?

Seiring berjalannya waktu, entropi sistem kuantum meningkat hingga mencapai titik di mana ketidakpastian sistem stabil, mirip dengan perilaku dalam termodinamika klasik.