10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 2)

Mari kita lanjutkan…

Ingat, artikel ini adalah saduran, bukan terjemahan, dari artikel berita di majalah Physics World dan berita BBC.

Peringkat 1 s.d. 3 dibahas di Bagian 1. Peringkat 4 dan 5 dibahas di sini.

Peringkat 4: Eksperimen reaksi fusi untuk PLTN mencapai tahap penting

Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) yang dipakai sekarang ini berdasarkan reaksi fisi nuklir (apa itu fisi telah dijelaskan pada Peringkat 3 di Bagian 1). Namun, efisiensi PLTN akan jauh lebih baik jika berdasarkan reaksi fusi nuklir. Tidak hanya efisiensi yang sangat tinggi, secara teoretis reaksi fusi nuklir juga ramah lingkungan.

Reaksi fusi nuklir paling sederhana adalah reaksi deuterium  dengan tritium membentuk helium (He). Deuterium adalah hidrogen dengan inti terdiri dari satu proton dan satu neutron (2H).  Inti hidrogen biasa hanya terdiri dari satu proton. Oleh sebab itu deuterium disebut juga dengan hidrogen berat. Sedangkan tritium adalah hidrogen dengan inti terdiri dari satu proton dan dua neutron (3H).

Reaksi fusi deuterium—tritium ini diilustrasikan oleh gambar berikut ini.

Deutrium (massa = 2 ) dan tritium (massa = 3) berfusi membentuk Helium (massa = 4,98) dan neutron (mass dapat diabaikan). Selisih massa, 0,02, menjadi energi dengan persamaan E = mc^2.

Deuterium dan tritium harus dikondisikan supaya reaksi fusi nuklir ini terjadi. Salah satu cara pengkondisian adalah meletakkan Deuterium dan tritium pada temperatur 40 juta Kelvin. Jelas ini sesuatu yang sulit dilakukan di meja eksperimen.

Meskipun secara teori reaksi fusi nuklir ini dapat dikatakan tuntas, namun perkembangan eksperimennya relatif lambat.

Lantas, adakah cara lain?

Continue reading “10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 2)”

10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 1)

Seperti biasa, di bulan Desember setiap tahun, majalah Physics World menilai 10 riset yang dianggap memberikan terobosan terpenting dalam fisika. Tulisan berikut ini adalah saduran dari berita di majalah Physics World tersebut dan berita BBC.

Rencana awal saya adalah menuliskan semua peringkat. Tapi ternyata tangan saya kedinginan, sehingga terpaksa saya potong menjadi beberapa bagian. Bagian pertama mengulas tiga peringat teratas.

Peringkat 1: Mendaratkan wahana ruang angkasa di komet

12 November 2014, pukul 15:35 GMT (10.35pm WIB) menjadi tanggal penting di dunia fisika, khususnya astronomi.

Proses pendaratan wahana di komet.

Pada waktu tersebut, modul satelit Rosetta yang bernama Philae berhasil mendarat di permukaan komet 67P. Saat pendaratan berlangsung, komet ini berada sekitar 511 juta km dari Bumi dan sedang bergerak dengan kecepatan 55.000 km/jam. Ini jelas bukan sebuah pekerjaan yang mudah, jauh lebih sulit daripada mendaratkan wahana di Bulan yang berjarak relatif lebih dekat dan bergerak jauh lebih lambat.

Pendaratan memang tidak mulus. Philae sempat mental dua kali sebelum akhirnya berhasil mendarat dengan stabil. Walaupun berhasil mendarat stabil, posisi berdiri modul Philae tidak sempurna, tidak sesuai dengan yang diharapkan, sehingga sel surya yang merupakan sumber utama pembangkit listrik sang modul saat ini tidak mendapat cahaya matahari. Akibatnya, Philae hanya mengandalkan baterai yang dibawa dari Bumi.

Meskipun demikian, Philae berhasil menjalankan sejumlah operasi utama sebelum daya baterai dari Bumi tersebut habis.

Modul Philae dan satelit Rosseta adalah salah satu proyek dari ESA. Konsep pendaratan di komet ini sudah dimulai sejak awal 1980-an.

Rosetta diluncurkan tahun 2004, artinya butuh waktu 10 tahun untuk mengejar posisi yang diinginkan supaya dapat mencegat komet 67P tersebut.

Kenapa proyek ini sangat penting bagi kita?

Continue reading “10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 1)”

Segala Sesuatu Itu Berpasangan Kecuali Allah

Inti sari: Hal fundamental yang membedakan satu agama dengan agama yang lain adalah konsep ketuhanan. Dalam Islam, konsep ketuhanan sederhana, yaitu Tuhan itu Mahaesa, atau disebut tauhid. Salah satu sifat Tuhan dalam Islam adalah tidak ada yang menyerupainya. Implikasinya, jika Allah itu Mahaesa, maka ciptaannya tidak ada yang esa. Artinya, semua ciptaanNya berpasangan. Allah menegaskan ini pada banyak tempat di dalam Al-Quran, salah satunya pada ayat 36 surat Yasin.

Khutbah Jumat tanggal 14 Februari 2014, di masjid Osaka University.

Inti sari: Hal fundamental yang membedakan satu agama dengan agama yang lain adalah konsep ketuhanan. Dalam Islam, konsep ketuhanan sederhana, yaitu Tuhan itu Mahaesa, atau disebut tauhid. Salah satu sifat Tuhan dalam Islam adalah tidak ada yang menyerupainya. Implikasinya, jika Allah itu Mahaesa, maka ciptaannya tidak ada yang esa. Artinya, semua ciptaanNya berpasangan. Allah menegaskan ini pada banyak tempat di dalam Al-Quran, salah satunya pada ayat 36 surat Yasin.

Continue reading “Segala Sesuatu Itu Berpasangan Kecuali Allah”

Nobel Fisika 2012 untuk Kuantum Optik (lagi)

Ya, ini adalah kali kedua dalam kurun tujuh tahun topik kuantum optik mendapat Hadiah Nobel. Serge Haroche (kiri) dan David J. Wineland (kanan) berbagi hadiah Nobel Fisika 2012

“atas keberhasilan metode mereka yang memungkinkan kita mengukur dan memanipulasi keadaan individu sebuah sistem kuantum”.

Serge Haroche adalah seorang fisikawan Prancis kelahiran Maroko. Saat Hadiah Nobel diumumkan, beliau berafiliasi untuk Collège de France (Paris) dan ENS (Paris), semacam SMA swasta yang bergengsi di Prancis. Sedangkan David Wineland adalah fisikawan Amerika Serikat yang sedang bekerja untuk NIST di Universitas Colorado, Amerika Serikat. Mereka berbagi hadiah sebanyak delapan juta Kronor (Kronor adalah mata uang Swedia).

Haroce dan Wineland bekerja terpisah, dengan metode berbeda, untuk mengukur sebuah parameter fundamental dalam fisika, “quantum state” atau keadaan kuantum. Parameter ini mengandung sejumlah besaran fisis dan biasanya diekspresikan dalam sebuah fungsi yang dikenal dengan fungsi gelombang.

Apa itu keadaan kuantum?

Keadaan kuantum dihadirkan para fisikawan teoritis untuk menggambarkan sebuah sistem yang teramat kecil. Sistem ini dapat berupa partikel, seperti elektron, dan dapat juga berupa gelombang, seperti cahaya (lihat “Berapa massa warna biru?”.) Misalnya untuk menyatakan sebuah elektron yang mengorbit pada atom Hidrogen, fisikawan menciptakan bilangan kuantum (n, m, l, s). Bilangan n untuk menyatakan “kulit”, bilangan “m” untuk menyatakan sub-kulit, bilangan “l” untuk menyatakan “orbit di dalam sub-kulit” dan terakhir bilangan “s” untuk menyatakan spin, atau arah putaran elektron terhadap poros yang berada dalam dirinya sendiri.

Continue reading “Nobel Fisika 2012 untuk Kuantum Optik (lagi)”

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).

Continue reading “Kuasikristal dan Pola Mozaik”