Paradoks Kucing Schrödinger (Schrödinger’s Cat Paradox) adalah eksperimen pikiran yang diusulkan oleh fisikawan Erwin Schrödinger pada tahun 1935. Tujuannya bukan untuk membunuh kucing, melainkan untuk menyoroti absurditas dari Interpretasi Kopenhagen (interpretasi standar mekanika kuantum) ketika diterapkan pada objek makroskopis.

---

1. Dasar Pemikiran: Superposisi Kuantum

Paradoks ini berakar pada konsep superposisi. Dalam dunia kuantum (skala atom):

• Sistem kuantum (misalnya, spin elektron atau keadaan peluruhan atom) dapat berada dalam kombinasi linier dari semua keadaan yang mungkin secara simultan.
• Contohnya: Atom A berada dalam keadaan $\frac{1}{\sqrt{2}}(|\text{Meluruh}\rangle + |\text{Tidak Meluruh}\rangle)$, yaitu 50% Meluruh DAN 50% Tidak Meluruh, hingga pengukuran dilakukan.

Masalah muncul ketika konsep superposisi murni kuantum ini diperluas ke dunia makroskopis (sehari-hari).

---

2. Rincian Eksperimen Pikiran

Eksperimen ini melibatkan empat komponen utama yang ditempatkan di dalam kotak baja tertutup selama satu jam:

1. Atom Radioaktif: Jumlah atom yang sangat kecil sehingga dalam satu jam, ada probabilitas tepat 50% ia akan meluruh, dan 50% ia tidak meluruh.
2. Detektor: Sebuah Geiger Counter yang sensitif. Jika atom meluruh, detektor akan merekamnya dan memicu mekanisme selanjutnya.
3. Mekanisme Pemicu: Palu yang terhubung ke detektor. Pemicu meluruh $\rightarrow$ Palu menghancurkan botol.
4. Botol Racun & Kucing: Botol berisi racun mematikan (misalnya, asam hidrosianik). Jika botol pecah, kucing mati.

Keadaan Matematis

Selama kotak tertutup, seluruh sistem terjerat dengan keadaan atom, menghasilkan superposisi makroskopis:

$$|\Psi_{\text{sistem}}\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} (|\text{Atom Meluruh, Kucing Mati}\rangle + |\text{Atom Tidak Meluruh, Kucing Hidup}\rangle)$$

Menurut matematika kuantum, sebelum kotak dibuka (sebelum pengukuran dilakukan oleh pengamat luar), kucing berada dalam keadaan Hidup dan Mati secara bersamaan.

---

3. Inti dan Masalah Utama Paradoks

Inti masalah terletak pada pertanyaan: Kapan fungsi gelombang kolaps?

• Interpretasi Kopenhagen: Fungsi gelombang kolaps hanya ketika ada pengamat sadar yang melakukan pengukuran.
  • Jika ini benar, maka superposisi makroskopis itu nyata: Kucing benar-benar “kabur” dan setengah hidup/setengah mati.
  • Kolaps terjadi hanya ketika ilmuwan membuka kotak dan melihat hasilnya.
• Masalah Transisi: Paradoks ini gagal memberikan batas yang jelas (the boundary problem) antara:
  1. Domain Kuantum: Di mana superposisi berlaku (atom).
  2. Domain Klasik: Di mana superposisi tidak pernah diamati (kucing, botol, palu).

Kucing Schrödinger menunjukkan bahwa jika hukum kuantum diterapkan secara universal, mereka menghasilkan hasil yang tidak sesuai dengan intuisi atau pengalaman makroskopis kita.

---

4. Solusi dan Interpretasi Alternatif

Paradoks ini memicu perkembangan interpretasi kuantum yang berusaha menyelesaikan ambiguitas kolaps.

A. Dekokherensi Kuantum (Solusi yang Dominan)

Ini adalah mekanisme fisika yang paling diterima saat ini untuk menjelaskan mengapa kita tidak melihat superposisi makroskopis.

• Mekanisme: Dekokherensi terjadi ketika sistem kuantum (seperti kucing) berinteraksi secara masif dengan lingkungannya (misalnya, molekul udara, foton cahaya, radiasi termal).
• Efek: Interaksi ini secara efektif bertindak sebagai pengukuran yang tak terhitung jumlahnya. Informasi tentang keadaan superposisi kucing (hidup/mati) menyebar ke lingkungan, menyebabkan fungsi gelombang sangat cepat kehilangan koherensi (kemampuan untuk mengganggu).
• Kesimpulan: Kucing tersebut sudah “memilih” keadaan pasti (Hidup ATAU Mati) jauh sebelum ilmuwan membuka kotak, karena interaksi internal dan lingkungan telah menyebabkan kolaps lokal.

B. Interpretasi Banyak Dunia (Many-Worlds Interpretation – MWI)

MWI menghilangkan kebutuhan akan kolaps fungsi gelombang.

• Solusi: Ketika atom meluruh, alam semesta bercabang:
  • Di Cabang 1, atom meluruh, palu memukul, dan ilmuwan melihat Kucing Mati.
  • Di Cabang 2, atom tidak meluruh, palu diam, dan ilmuwan melihat Kucing Hidup.
• Implikasi: Baik superposisi maupun kolaps tidak terjadi. Semua kemungkinan keadaan adalah nyata dalam alam semesta paralelnya masing-masing.

C. Interpretasi De Broglie–Bohm (Gelombang Pilot)

Teori ini menyatakan bahwa kucing selalu Hidup atau Mati.

• Solusi: Kucing (dan atom) selalu memiliki keadaan yang pasti. Fungsi gelombang hanyalah “gelombang pilot” non-lokal yang memandu gerakan partikel. Ketidakpastian muncul karena kita tidak dapat mengetahui posisi dan keadaan awal yang pasti dari semua partikel sistem.

Paradoks Kucing Schrödinger tetap menjadi dasar pemikiran penting dalam fisika, memaksa kita untuk terus mempertanyakan sifat dasar realitas, pengukuran, dan batas-batas Mekanika Kuantum.