Penerapan Fisika Kuantum Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Seiring perkembangan teknologi dan informasi, berbagai disiplin ilmu kini sudah diterapakan atau diaplikasikan untuk membantu kehidupan manusia. Salah satunya ilmu fisika kuantum. Contoh penerapan fisika kuantum dalam kehidupan sehari-hari adalah adalah laser. Laser merupakan suatu alat yang dapat dijumpai di setiap CD Player. Bagaimana laser itu bisa tercipta?
Ketika sekumpulan atom atau molekul menjadi panas, mereka menyerap energi, dan elektron di dalamnya akan diangkat ke tingkat energi yang lebih tinggi. Apabila dibiarkan dingin, elektron-elektron itu akan meloncat kembali ke tingkat energi yang lebih rendah dengan memancarkan cahaya secara agak acak yang menghasilkan kurva radiasi benda hitam.
Tetapi jika radiasi lemah dengan energi yang tepat, efeknya adalah elektron-elektron dalam setiap atom akan pindah ke tingkat keadaan tereksitasi. Sekarang, ketika mereka kembali ke bawah dari tingkat tereksitasi ini mereka akan memancarkan sebuah foton dengan besar energi yang sama. Bermilyar-milyar foton yang bergerak bersamaan inilah yang membentuk pancaran berintensitas tinggi dari cahaya monokromatis sebuah penguatan cahaya dengan pancaran terstimulasi dari radiasi atau Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER).
Pertunjukan laser pertama kepada publik berlangsung pada tanggal 9 Mei 1969 di Mills College Oakland, kalifornia. Prinsipnya sangat sederhana – yang berasal dari perhitungan yang dilakukan Einstein di tahun 1916. Tetapi, nyatanya pada saat itu ilmuwan kesulitan menemukan teknologi untuk membawa sejumlah besar atom kekeadaan tereksitasi dan menjaganya di keadaan itu sampai siap untuk dipicu melepaskan energi, sangat besar, sehingga laser pertama tidak berhasil dibuat sampai setelah 40 tahun kemudian. Dan sekarang sinar laser diarahkan dengan menggunakan cermin yang dikendalikan dengan magnet dan peralatan elektronik yang dapat menggerakan sinarnya lebih cepat dari kemampuan mata mengikuti gerakannya.
Cahaya laser terhasilkan dengan mengeksitasi elektron menggunakan sumber energi yang lemah. Ketika banyak elektron yang tereksitasi, pulsa energi lainya akan memicunya sehingga mereka semua jatuh ke tingkat rendah yang sama secara bersamaan. Ini berarti mereka akan memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang sama dalam bentuk pancaran murni yang terkonsentrasi.
Peralatan laser terdiri dari sebuah batang rubi dengan cermin di kedua ujungnya dan sumber cahaya di dekatnya. Ketika tabung kilatan ditembakan, cahaya memasuki tabung rubi dan mengeksitasi elektron di kebanyakan atom. Beberapa dari elektron yang tereksitasi jatuh kembali ke tingkat energi yang lebih rendah memancarkan foton ke segala arah. Foton merambat sepanjang batangan terpantulkan oleh cermin, ,memicu lebih banyak atom untuk memancarkan foton. Ketika cukup energi telah terbentuk, akan dilepaskan dari salah satu ujungnya sebagai pancaran cahaya laser yang berpanjang gelombang tunggal dan berintensitas tinggi.
Saat ini laser bisa didapatkan secara gratis bersamaan dengan perlengkapan hi-fi, untuk gantungan kunci. Aplikasi ini telah menjadi hal yang mudah di dapat dan menjadi hal yang biasa.