Courtesy of QuantaMagazine

Mengapa Kotak Tidak Pernah Benar-Benar Kosong: Misteri Energi Dasar Kuantum

Menjelaskan fenomena energi dasar (zero-point energy) dalam mekanika kuantum dan implikasinya terhadap pemahaman kita mengenai ruang hampa serta gravitasi, sekaligus menunjukkan bahwa ruang tidak pernah benar-benar kosong di tingkat fundamental.

05 Jan 2026, 07.00 WIB

33 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Energi nol adalah konsep penting dalam fisika kuantum yang menunjukkan bahwa tidak ada sistem yang benar-benar kosong.
Efek Casimir adalah contoh nyata dari energi kosong yang mempengaruhi interaksi antara objek.
Misteri energi vakum dan efek gravitasi masih menjadi tantangan besar dalam fisika modern.

Hamburg, Jerman - Dalam dunia fisika kuantum, konsep bahwa sebuah kotak bisa benar-benar kosong ternyata adalah khayalan. Bahkan setelah semua materi terlihat dan gas dikosongkan, ruang dalam kotak tersebut masih menyimpan energi yang disebut zero-point energy atau energi dasar. Ini adalah energi yang tidak bisa dihilangkan karena sifat dasar alam semesta menurut prinsip kuantum.

Energi dasar ini muncul karena prinsip ketidakpastian Heisenberg, yang melarang kita mengetahui posisi dan kecepatan partikel secara bersamaan dengan presisi mutlak. Akibatnya, partikel-partikel dalam kotak akan selalu terlihat bergerak atau bergetar, bahkan saat suhunya hampir mencapai nol mutlak sekalipun.

Para peneliti dari fasilitas Eropa di Hamburg baru-baru ini menemukan bahwa molekul yang sangat dingin ternyata tetap mengalami getaran, yang menunjukkan efek zero-point energy dalam dunia nyata. Ini menegaskan bahwa energi dasar adalah fenomena yang nyata dan berdampak pada perilaku materi pada skala kuantum.

Fenomena yang dikenal sebagai gaya Casimir menggambarkan bagaimana energi dasar dapat menghasilkan gaya tarik antara dua pelat logam yang tidak bermuatan, yang bukti eksperimennya telah diamati sejak tahun 1997. Hal ini membuka jendela baru untuk memahami interaksi energi pada ruang hampa kuantum.

Meskipun teori-teori ini memungkinkan penjelasan mendalam tentang materi dan energi, masalah besar masih ada pada bagaimana energi dasar ini berperan dalam gravitasi karena secara teori energi ini seharusnya menciptakan medan gravitasi yang besar, tapi kenyataannya tidak terjadi. Ini adalah salah satu teka-teki utama dalam fisika modern saat ini.

Referensi:
[1] https://www.quantamagazine.org/in-quantum-mechanics-nothingness-is-the-potential-to-be-anything-20260105/

Analisis Ahli

Peter Milonni

"Zero-point energy adalah fondasi dari setiap fenomena fisika kuantum dan mengandung potensi besar yang belum sepenuhnya dimengerti atau digunakan."

Sean Carroll

"Energi vakum harusnya bergravitas, namun kenyataannya tidak begitu, yang menjadi tanda bahwa fisika modern masih punya banyak misteri yang harus dipecahkan."

Analisis Kami

"Zero-point energy menunjukkan betapa revolusionernya konsep mekanika kuantum dalam menjelaskan fenomena yang tampaknya mustahil dijelaskan secara klasik. Meski demikian, misteri gravitasi yang gagal dipengaruhi oleh energi ini membuka peluang besar bagi teori fisika baru yang lebih menyeluruh."

Prediksi Kami

Penelitian lebih lanjut tentang energi dasar dan efek kuantumnya dapat membuka pemahaman baru dalam fisika fundamental, khususnya dalam mengatasi misteri energi gelap dan gravitasi kuantum.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dimaksud dengan energi nol atau zero-point energy?

Energi nol atau zero-point energy adalah energi yang tersisa dalam sistem fisik bahkan pada keadaan terendahnya, di mana semua gerakan tampak terhenti.

Siapa yang pertama kali memperkenalkan konsep energi nol?

Max Planck adalah orang yang pertama kali memperkenalkan konsep energi nol pada tahun 1911.

Bagaimana efek Casimir terkait dengan energi vakum?

Efek Casimir menunjukkan bahwa dua pelat tidak bermuatan dapat saling menarik karena perbedaan energi nol di antara dan di luar pelat tersebut.

Mengapa energi vakum tetap menjadi misteri dalam fisika?

Energi vakum tetap menjadi misteri karena seharusnya mengandung energi gravitasi yang sangat besar, tetapi kenyataannya tidak mengamati efek tersebut.

Apa yang ditemukan oleh peneliti di European X-Ray Free-Electron Laser Facility mengenai iodopyridine?

Peneliti menemukan bahwa meskipun iodopyridine didinginkan hampir ke nol absolut, molekul tersebut masih menunjukkan getaran pada atom-atom yang terlepas.