Category: The Mechanism

Oct 10

Arus bolak-balik, apa itu?

pengantar: artikel ini pertama kali saya muat pada hari Minggu, 8 April 2007, di blog saya febdian.net yang berbasis drupal. Saya muat lagi di sini.

Nyaris semua orang pernah dengar, pernah memakainya dalam kalimat sehari-hari: arus bolak-balik, atau AC (alternating current). Tapi ketika ditanya apa itu arus bolak-balik, kebanyakan dari kita angkat bahu atau menggeleng. Jangankan orang kebanyakan seperti kita, para mahasiswa yang sedang mengambil kuliah Fisika Dasar pun banyak yang angkat bahu.

“Apa itu AC,” kata saya membuka tes awal di sebuah praktikum Fisika Dasar. “Arus bolak-balik, Pak,” kata mereka.

“Ya, apa itu arus bolak-balik?” tanya saya balik.

Mereka mulai saling pandang. Saya coba bantu mereka dengan mengganti pertanyaan, “Yang bolak-balik apanya?”.

“Arusnya Pak…”

( Read more )

9 comments Posted in News & Article, The Mechanism
Oct 09

Kuasikristal dan pola mozaik

NobelPrize2011-Chemistry-3

Publikasi Shechtman di Phys. Rev. Lett. 53, 1984, p1951-4 membuat dia semakin dikritik. Namun, pada saat yang bersamaan para pakar kristrografi seluruh dunia seperti mengalami déjà vu. Banyak di antara mereka yang telah menyaksikan hal serupa, tapi mereka interpretasikan sebagai bukti dari kristal kembar. Sebagian mereka mulai membuka dan mengkaji lagi data dari buku log/jurnal mereka yang mungkin sudah usang. Tidak butuh waktu lama bagi para pakar untuk untuk melihat apa yang dilihat Shechtman: pola keteraturan yang tidak berperiodik.

Catatan penting buat mahasiswa bimbingan saya: itulah salah satu alasan kenapa saya wajibkan kalian menulis diari setiap hari, sebagai penggangi jurnal seperti di dunia eksperiman.

 

Kenapa kontroversial?

Saat Shectman mempublikaskan penemuannya, dia masih belum punya penjelasan pasti apa yang dia lihat. Menurut pakemnya, susunan atom-atom dalam kristal memiliki simetri yang unik. Perhatikan gambar di bawah ini. Pada gambar a., setiap atom dikelilingi oleh tiga atom yang identik dalam sebuah pola yang berulang, disebut simetri threefold (fold = lipatan).  Simetri threefold kembali ke posisi awal jika diputar sebanyak 120 derajat (sepertiga dari 360 derajat). Prinsip yang sama berlaku untuk gambar b. dan  c., untuk simetri fourfold (diputar 90 derajat, atau seperempat dari 360 derajat) dan sxifold (diputar 60 derajat, atau seperenam dari 360 derajat).

( Read more )

3 comments Posted in Mathematics, News & Article, The Mechanism, The Standard Model
Oct 07

Hadiah Nobel Kimia 2011: Kuasikristal

NobelPrize2011-Chemistry-2

Kenapa saya telat menuliskannya satu hari? Ya, dari tahun ke tahun saya selalu merasa kesulitan menuliskan Nobel Kimia. Sebagian karena saya tidak begitu mengerti materinya, tapi kontribusi terbesar adalah semangat menulis sudah tersedot satu hari sebelumnya untuk Nobel Fisika. Tapi kali ini saya paksa, apa lagi karena ada sisi lain yang menarik.

Nobel Kimia 2011 diberikan sepenuhnya untuk Dan Shechtman dari Israel Institute of Technology (Haifa, Israel).

Apa yang istimewa dari pekerjaan Shectman?

Kimia mungkin saat ini adalah ilmu yang sangat menikmati teori-teori ngejelimet yang dibangun dua pondasi dasar sains: matematika dan fisika. Ambil saja contoh mekanika kuantum, yang disusun berdasarkan runutan matematika yang konsisten, intuisi fisika, dan pemahaman statistik. Jika fisikawan sudah cukup puas dengan presisi teori mereka untuk atom hidrogen, kimiawan menjelajah lebih dalam dan detil sampai-sampai pada sejumlah hal tidak jelas lagi batasan antara fisika dan kimia. Kuasikristal salah satunya.

Konsep kuasi sering dipakai untuk meninjau sejumlah sistem-sistem (biasanya rumit) yang dianggap sebagai satu kesatuan. Seperti gas yang terdiri dari ribuan atom-atom di dalam sebuah balon ditinjau sebagai satu sistem, yaitu gas. Ribuan atom tersebut dianggap satu, yaitu kuasiatom. begitu juga dengan elektron-elektron yang bergerak dalam medium semikonduktor dapat dipandang sebagai kuasielektron.

( Read more )

2 comments Posted in News & Article, The Mechanism, The Others
Oct 05

Sedikit tentang supernova

Bagaimana caranya mereka mengamati bahwa ekspansi Alam Semesta ini mengalami percepatan?

Mereka menggunakan metode konvensional yang sudah dikenal para astronom: mendetektsi sumber cahaya dari bintang yang jauh dan mengukur pergerakannya. Teknik ini pertama kali digunakan seorang astronom wanitaa Amerika Serikat di awal abad ke-20, Henrietta Swan Leavitt. Leavitt yang tidak diizinkan menggunakan teleskop canggih, dipekerjakan untuk menganalisis hasil-hasil fotografi langit. Leavitt mempelajari ribuan bintang-bintang pulsarb di grup Cepheid dan menemukan bahwa yang paling terang memiliki pulsa lebih lama. Informasi ini digunakan Leavitt untuk menghitung tingkat keterangan (brightness) intrinsik gugus bintang Cepheids. Jika tingkat keterangan satu bintang sudah diketahui dan dijadikan acuan, maka jarak bintang tersebut ke bintang-bintang tetangganya dapat dihitung. Logika aturannya sederhana: makin redup (terhadap acuan), makin jauh dia.

( Read more )

1 comment Posted in Astro & Cosmos, News & Article, The Mechanism, The Standard Model
Oct 05

Hadiah Nobel Fisika 2011: Observasi aselerasi ekspansi Alam Semesta

NobelPrize2011-Physics-1

Pekan ini memang pekan hadiah Nobel. Setelah bidang kesehatan, hari Selasa, 5 Oktober 2011, Kerajaan Swedia mengumumkan pemenang hadiah Nobel Fisika. The Royal Swedish Academy of Sciences, institut yang ditunjuk oleh Alfred Nobel sebagai juri dalam wasiatnya, memberikan setengah medali Nobel fisika untuk

  • Saul Perlmutter (The Supernova Cosmology Project, Lawrence Barkeley National Laboratory dan University of California, Barkeley, California, Amerika Serikat)

dan setengah lainnya dibagi untuk

  • Brian Schmidt (The High-z Supernova Search Team, Australian National University, Weston Creek, Australia) dan
  • Adam Riess (The High-z Supernova Search Team, Johns Hopkins University dan Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, Amerika Serikat),

untuk karya mereka membuktikan aselerasi ekspansi Alam Semesta dengan pengamatan supernova.

Ekspansi Alam Semesta berarti Alam Semesta kita ini mengalami pengembangan dalam dimensi jarak – dapat dibayangkan balon yang ukuran volumenya bertambah. Aselerasi ekspansi berarti kecepatan pengembangannya bertambah cepat dari waktu ke waktu (percepatan).  (Baca: Horizon si kaki langit).

Latar belakang

Bagi orang kosmologi, atau yang berkecimpung dalam relativitas umum, ini adalah cerita lama. Albert Einstein (saat itu masih di Swiss/Jerman) sudah memprediksi ini pada tahun 1917, bahwa Alam Semesta kita ini dinamis. Artinya, kondisi fisisnya1 mengalami perubahan dari waktu ke waktu, boleh bertambah besar atau berkurang. Einstein yang tidak ingin Alam Semesta dinamis, tiga tahun kemudian memperbaiki teorinya dengan memperkenalkan faktor ? (kapital Lambda) yang kemudian hari disebut konstanta kosmologi. Konstanta ini, lewat sebuah konsistensi matematis, memberikan sebuah konsekuensi: ekspansi alam semesta itu mengalami percepatan.

( Read more )

2 comments Posted in Astro & Cosmos, News & Article, The Mechanism, The Standard Model
Oct 04

Hadiah Nobel Kesehatan 2011: Sistem kekebalan tubuh

 

The Nobel Assembly, Karonlinska Institute, hari Senin, 3 Oktober 2011 menganugrahkan hadiah Nobel di bidang fisiologi atau kesehatan 2011 kepada tiga orang ilmuwan yang telah menjelaskan kepada manusia bagaimana sistem kekebalan tubuh (imunitas) dalam tubuh manusia (dan juga hewan) bekerja melawan serangan mikroorganisme patogenik seperti bakteri, virus, fungi, dan parasit. Ketiga orang tersebut adalah:

  • Bruce Beutler (The Scripps Research Institute, La Jolla, California, Amerika Serikat),
  • Jules Hoffmann (National Center of Scientific Research, Prancis), dan
  • Ralph Steinman (Rockefeller University, New York, Amerika Serikat).

Medali dibagi dua, setengah dibagi untuk Beutler dan Hoffmann (masing-masing seperempat), dan setengah lagi untuk Steinmann.

Ibarat benteng pertahanan dalam sebuah peperangan, ada dua garda pasukan yang bertugas menahan gempuran dari luar. Garda pertama adalah sistem kekebalan bawaan (innate immunity) dan yang kedua adalah sistem kekebalan adaptif (adaptive immunity). Mekanisme aktivasi sistem kekebalan bawaan dijelaskan oleh Beutler (Science, 282, 1998, p2085-88) dan Hoffmann (Cell, 86, 1996, p973-83), sedangkan mekanisme aktivasi sistem kekebalan adaptif dijelaskan oleh Steinman (J. Exp. Med. 137, 1973, p1142-62; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75, 1978, p5132-6; J. Exp. Med., 161, 1985, p526-46).

NobelPrize2011-Medicine-1-small

Bagaimana sistem kekebalan tubuh itu bekerja?

( Read more )

4 comments Posted in News & Article, The Mechanism, The Others, The Standard Model
Jan 19

Pengganti Diagram Feynman

Pagi ini, sebelum melanjutkan sejumlah pekerjaan yang tertunda, saya sempatkan membaca Nature edisi 13 Januari 2011. Tentu saja banyak artikel yang menarik, tapi saya pilihkan satu topik dari rubrik “News & Review” dengan judul artikel Particle physics: Beyond Feynman’s diagrams.

Nature 496 165-166Nature 496 165-166

Fisikawan yang belum pernah menggunakan diagram Feynman seperti koki yang belum pernah pegang pisau. Apalagi jika dia seorang fisikawan partikel, entah itu teoretik atau eksperimental. Di bangku sekolah, diagram Feynman diajarkan (mungkin) di mata kuliah Mekanika Kuantum, atau Teori Medan Kuantum, atau setidak-tidaknya di Fisika Nuklir (saat membahas peluruhan Beta).

Diagram Feynman menceritakan bagaimana menghitung probabilitas interaksi sebuah partikel dengan lingkungannya. Lingkungannya itu bisa jadi sebuah medan atau sejumlah partikel lain. Sebuah proton, misalnya, dalam perjalanannya di ruang angkasa boleh jadi dia berinteraksi dengan partikel-partikel lain (hamburan), mengeluarkan atau menyerap cahaya, atau bahkan berubah (meluruh) menjadi partikel lain. Semua kemungkinan itu digambar dalam diagram Feynman lalu probabilitas dapat dihitung dengan aturan-aturan yang dibuat oleh Feynman.

Semenjak Feynman mempublikasikan diagramnya, generasi fisikawan berikutnya banyak menghabiskan waktu untuk mempelajari proses hamburan dan kemudian menguji perhitungan mereka di laboratorium. Diagram Feynman dan aturan-aturannya ternyata selain mampu menyederhanakan perhitungan, juga dapat memprediksi banyak hal dengan sangat akurat ketika eksperimental membuktikannya.

Tapi, semua ajian sepertinya memang ada batasnya. Misalnya ketika mempelajari proses hamburan yang melibatkan partikel pengantar gaya kuat “gluon”. Enam gluon saja setidak-tidaknya berkontribusi pada 220 diagram Feynman. Akani-Hamed et al. meng-komputasi-kan Diagram Feynman untuk proses paling sederhana untuk interaksi yang melibatkan gluon ini dan mereka membutuhkan coding puluhan ribu integral matematis! Tapi, Parke dan Taylor (Phys. Rev. Lett. 56, 2459–2460 (1986)) dapat menyelesaikannya dengan solusi akhir hanya terdiri dari tiga suku sederhana.

( Read more )

9 comments Posted in Mathematics, News & Article, The Mechanism, The Standard Model
Dec 27

10 terobosan terpenting fisika 2010

Physics World memberi penghargaan pada 10 riset yang dianggap telah memberikan terobosan terpenting dalam fisika selama kurun waktu 2010. Artikel ini adalah terjemahan bebas dari Physics World reveals its top 10 breakthroughs for 2010.

Peringat 1: Keberhasilan menangkap antihidrogen

Antihidrogen terbuat dari antiproton dan antielektron (positron). Meskipun mudah untuk membuat antiproton dan positron, tapi membuat antrihidrogen sangat sukar. Pertama kali antihidrogen berhasil diisolasi adalah pada tahun 1995, juga di CERN, tapi usia antihidrogen dalam isolasi tersebut terlalu pendek untuk dapat diinvestigasi. Eksperimen The Alpha berhasil menyimpannya selama 170 mikrodetik, sebuah waktu yang sangat singkat dalam kehidupan kita tapi lebih dari cukup bagi fisikawan untuk menginvestigasi spektrum energi antiatom tersebut.

( Read more )

9 comments Posted in News & Article, The Mechanism, The Standard Model
Dec 22

Fungsi gelombang seperti-hidrogen

Saya tulis artikel ini sambil menunggu beras dalam dandang menjadi nasi untuk makan malam. Yaitu, tentang sebuah model fungsi gelombang untuk atom yang disebut “hydrogenlike wafe function”. Kira-kira terjemahan ke bahasa Indonesianya “fungsi gelombang seperti-hidrogen”.

Bagi para praktisi kuantum, entah itu teoretik atau eksperimen, pasti pernah menyelesaikan secara analitik persamaan Schrödinger sekali seumur hidup. Dari penyelesaian itu kita dapatkan formula energi Bohr dan fungsi gelombang. Kita dapatkan juga fungsi gelombang bergantung pada parameter (n, l, m) yang kemudian kelak disebut sebagai bilangan kuantum (n = utama, l = orbital, m = magnetik). Ada satu bilangan kuantum lagi, disebut spin. Inilah model matematis atom hidrogen yang paling cocok dengan hasil eksperimen.

( Read more )

2 comments Posted in News & Article, The Mechanism
Dec 17

Teori Kuantum (Masih) Belum Terpatahkan

Berikut adalah terjemahan lepas dari artikel Quantum theory survives latest challenge dari situs http://physicsworld.com .

Pengujian ketidaksamaan Leggett

Semenjak mekanika kuantum pertama kali diformulasikan, sejumlah fisikawan termasuk Albert Einstein tidak nyaman dengan ide entanglement (keter-belit-an) – yaitu sejumlah partikel yang memiliki sebuah hubungan yang tidak diizinkan oleh fisika klasik. Akibatnya, sejumlah fisikawan telah mengusulkan teori-teori alternatif yang mengizinkan hubungan tersebut hadir tanpa membutuhkan mekanika kuantum. Sungguh sulit untuk menguji teori-teori ini, namun sejumlah peneliti di Inggris Raya telah menggunakan cahaya yang terpuntir untuk membuat sebuah pengukuran penting yang menunjukkan kebenaran teori kuantum.

Apa itu keterbelitan kuantum? Akan saya jelaskan pada artikel berikutnya, tapi jika Anda tidak sabar, sila buka buku “Introduction to Quantum Mechanics” Griffiths (edisi kedua, 2005) Bab 1 halaman 4 (kualitatif) dan Bab 10 (kuantitatif).

( Read more )

comment? Posted in News & Article, The Mechanism, The Standard Model
« Older Entries