FISIKA KUANTUM: MEMBUAT 2 ATOM ENTANGLED

Proses dua atom menjadi entangled bergantung pada interaksi kuantum yang memungkinkan kedua atom berbagi keadaan kuantum secara kolektif. Berikut adalah penjelasan bagaimana dua atom bisa menjadi entangled:


1. Mekanisme Entanglement

Dua atom dapat menjadi entangled melalui beberapa metode, seperti:

a. Interaksi Langsung

Ketika dua atom saling berinteraksi secara fisik, mereka dapat bertukar energi atau informasi kuantum, menyebabkan keadaan mereka menjadi terjerat.

  • Contoh: Dua atom yang saling berinteraksi melalui gaya elektromagnetik atau gaya nuklir akan berbagi keadaan kuantum seperti spin, momentum, atau polaritas.

Misalnya:

  • Jika dua atom saling mendekati dan berinteraksi melalui foton (mediasi gaya elektromagnetik), keadaan kuantum mereka dapat berubah menjadi: ∣ψ⟩=12(∣0⟩A∣1⟩B+∣1⟩A∣0⟩B)|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} (|0\rangle_A |1\rangle_B + |1\rangle_A |0\rangle_B)∣ψ⟩=2
  • Setelah interaksi ini, keadaan masing-masing atom tidak bisa lagi dijelaskan secara terpisah.

b. Melalui Foton Mediator (Metode Tidak Langsung)

Atom dapat menjadi entangled jika mereka berinteraksi melalui foton.

  1. Penyebab:
    • Dua atom memancarkan foton yang kemudian saling bertumbukan atau berinterferensi.
    • Interferensi ini menciptakan korelasi kuantum antara kedua atom.
  2. Proses Umum:
    • Atom AAA memancarkan foton yang ditangkap oleh atom BBB.
    • Proses ini menghubungkan keadaan kuantum kedua atom melalui fungsi gelombang kolektif.

c. Entanglement Buatan dengan Laser atau Medan Elektromagnetik

Dalam laboratorium, atom dapat menjadi entangled melalui kontrol eksternal, seperti:

  • Laser Terpadu:
    Sebuah pulsa laser dapat digunakan untuk memanipulasi keadaan kuantum dua atom.
    Misalnya, sebuah laser dengan energi tertentu dapat membawa kedua atom ke dalam keadaan superposisi kolektif.
  • Rangkaian Microwave:
    Microwave sering digunakan untuk mengontrol spin atom dan menciptakan keadaan entangled.

d. Dengan Menggunakan Keadaan Dasar (Ground State Entanglement)

  • Ketika dua atom didinginkan hingga mencapai keadaan dasar (ground state), mereka dapat menjadi entangled melalui mekanisme kuantum alami, seperti pertukaran spin.
  • Contoh: Dalam perangkap ion, dua ion dapat menjadi entangled melalui medan magnet yang dikontrol secara eksternal.

2. Contoh Eksperimen

a. Eksperimen Interferensi Foton

  1. Dua atom ditempatkan di perangkap optik terpisah.
  2. Kedua atom memancarkan foton yang saling berinterferensi di detektor.
  3. Pola interferensi menunjukkan bahwa keadaan kedua atom sekarang entangled.

b. Perangkap Ion

  1. Ion (atom bermuatan) ditempatkan dalam perangkap elektromagnetik.
  2. Laser digunakan untuk mengontrol keadaan spin ion-ion tersebut.
  3. Interaksi antara spin menciptakan keadaan entangled.

3. Persyaratan untuk Entanglement

Agar dua atom menjadi entangled, harus memenuhi beberapa kondisi:

  • Interaksi Kuantum: Kedua atom harus dapat berinteraksi melalui gaya fisik atau pertukaran foton.
  • Isolasi dari Gangguan Luar: Untuk mempertahankan entanglement, sistem harus dilindungi dari gangguan lingkungan (decoherence).
  • Kontrol Presisi: Dalam eksperimen laboratorium, entanglement memerlukan kontrol presisi menggunakan laser, medan magnet, atau foton.

4. Contoh Keadaan Entangled

Setelah entanglement, dua atom dapat berada dalam keadaan seperti:∣ψ⟩=12(∣↑⟩A∣↓⟩B+∣↓⟩A∣↑⟩B)|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}(|\uparrow\rangle_A |\downarrow\rangle_B + |\downarrow\rangle_A |\uparrow\rangle_B)∣ψ⟩=2

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *