Courtesy of InterestingEngineering
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.
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang dimaksud dengan entropi dalam konteks hukum termodinamika?A
Entropi dalam konteks hukum termodinamika adalah ukuran ketidakpastian atau kekacauan dalam suatu sistem, yang cenderung meningkat seiring waktu.Q
Siapa yang pertama kali menunjukkan bahwa entropi dalam sistem kuantum tetap konstan?A
John von Neumann adalah orang yang pertama kali menunjukkan bahwa entropi dalam sistem kuantum tetap konstan jika kita memiliki pengetahuan lengkap tentang keadaan kuantum.Q
Apa perbedaan antara entropi von Neumann dan Shannon entropy?A
Entropi von Neumann mengacu pada entropi dalam konteks pengetahuan lengkap tentang sistem, sedangkan Shannon entropy mengukur ketidakpastian dalam hasil pengukuran tertentu.Q
Bagaimana penelitian terbaru dari TU Wien mengubah pemahaman tentang entropi dalam sistem kuantum?A
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.Q
Apa yang terjadi pada entropi sistem kuantum seiring berjalannya waktu?A
Seiring berjalannya waktu, entropi sistem kuantum meningkat hingga mencapai titik di mana ketidakpastian sistem stabil, mirip dengan perilaku dalam termodinamika klasik.