10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 4)

Halo halo… Mari kita lanjutkan lagi saduran dari artikel berita di majalah Physics World dan berita BBC tentang  10 terobosan terpenting fisika dalam kurun waktu 2014.

Kali ini kita bahas peringkat 7 s.d. 10. Peringkat sebelumnya dibahas di Bagian 3 (peringkat 6), di Bagian 2 (peringkat 5 dan 4) , dan di Bagian 1 (peringkat 3, 2, dan 1).

Peringkat 7: Menyimpan data di dalam hologram magnetik

Rekayasa magnetik atom sudah lama dipakai dalam proses penyimpanan data. Pita kaset dan hard disk komputer menggunakan teknik ini. (CD tidak bekerja dengan prinsip magnetik, tapi dengan prinsip mekanik – ini beda cerita.)

Sifat magnetik sebuah material diberikan oleh spin elektron dari atom-atom penyusun material tersebut.

Spin elektron memiliki orientasi (arah). Jika atom-atom penyusun material tersebut memiliki orientasi spin yang sama, maka material tersebut memiliki sifat magnetik yang kuat – atau disebut juga feromagnetik. Besi adalah contoh material yang bersifat feromagnetik.

Data disimpan dengan cara menyusun orientasi spin-spin elektron ini.

Hadiah Nobel Fisika 2007 terkait dengan riset dibidang rekayasa sifat mangetik material ini yang hasil risetnya digunakan sebagai sensor pembaca perubahan sifat magnetik (sensor medan magnet). Sensor ini digunakan untuk membaca data dari hard disk.

Bagaimana kaitannya dengan hologram sebagai penyimpan data?

Continue reading “10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 4)”

10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 3)

Peringkat 1 s.d. 3 dibahas di Bagian 1. Peringkat 4 dan 5 dibahas di Bagian 2. Peringkat 6 dibahas di sini.

Peringkat 6: Mempertajam proyeksi citra dari serat optik yang disorder

Fungsi utama serat optik adalah memandu cahaya. Seperti halnya pipa atau selang yang memandu arah gerak air, serat optik memandu arah gerak cahaya sehingga dia disebut juga sebagai pipa cahaya. Ilustrasi bagaimana serat optik memandu arah gerak cahaya diberikan pada gambar berikut ini.

Dinding serat memantulkan cahaya.

Cahaya dapat dipakai untuk mengirim informasi. Oleh sebab itu, serat optik telah mengubah cara kita berkomunikasi sehingga tokoh yang merancangnya mendapat hadiah Nobel Fisika tahun 2009.

Salah satu aplikasi serat optik sebagai pemandu cahya adalah mentransfer citra, atau gambar, dari satu tempat ke tempat yang lain seperti ilustrasi berikut ini.

Pemindahan citra oleh serat.

Namun, karena ketidaksempurnaan serat, selalu ada kemungkinan citra yang dipindahkan menjadi kabur. Salah satu sebabnya adalah dinding serat bagian dalam yang cacat sehingga tidak dapat memandu arah gerak cahaya sesuai dengan yang seharusnya seperti diilustrasikan gambar berikut ini.

Kanan: Cermin datar sempurna memberikan pemantulan sempurna. Kiri: cermin datar cacat memberikan hamburan.
Kanan: Cermin datar sempurna memberikan pemantulan sempurna. Kiri: cermin datar cacat memberikan hamburan.

Pemantulan yang diinginkan digambarkan oleh panah biru, sedangkan yang tidak diinginkan oleh panah merah. Jika dinding serat cacat, disebut disorder, maka panah merah akan menganggu “arus cahaya” yang sedang dipandu. Akibatnya, citra yang dihasilkan kabur.

Apakah ada cara mengatasi ini?

Continue reading “10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 3)”

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)”

Kilasan Peristiwa Sains 2009

Berikut adalah terjemahan bebas dari berita BBC News – Science news highlights of 2009. Sila dinikmati, atau dikoreksi jika ada terjemahan yang kurang tepat. Buat yang ulang tahun sekarang, anggaplah ini kado dongeng akhir tahun!

* * * * * *

Tahun inilah kita mempelajari proses tabrakan spektakuler di dimensi ruang, dan ilmuwan yang sedang bekerja di bidang eksperimen terbesar di dunia ini puas dengan proses tabrakan tersebut dengan berbagai macam alasan.

Ada gelombang kejut juga di Copenhagen ketika konferensi gagal mencapai kesepakatan atas isu perubahan iklm, pertemuan itu harus terganjal oleh kekuatan-kekuatan utama termasuk Amerika Serikat dan Cina.

Repoter sains BBC Paul Rincon mengulas apa-apa yang telah terjadi tahun ini di dunia sains dan lingkungan.

Continue reading “Kilasan Peristiwa Sains 2009”