Hidrogen Berwujud Solid Metalik

Ini adalah saduran saya dari artikel Science Magazine berjudul “Diamond vis turns hydrogen into a metal, potentially ending 80-year quest.”

Penafian: tulisan ini belum saya edit, kemungkinan masih ada kekeliruan, baik itu teks maupun konteks.

Akhirnya fisikawan memiliki hidrogen dalam wujud metal, sebuah pencarian 80 tahun lebih.

Dua jarum berlian menggencet hidrogen dengan tekanan melebihi tekanan di dalam pusat Bumi.

Bulan Oktober yang lalu, Isaac Silvera (fisikawan dari Harvard University) mengundang sejumlah kolega ke labnya untuk melihat sesuatu yang mungkin tidak akan pernah ada di mana pun di alam semesta ini. Apa yang mereka melihat menjadi buah bibir dan besok paginya muncul antrian. Sepanjang hari ratusan orang antri untuk melihat di bawah mikroskop sebuah titik perak kemerahan yang terperangkap di antara dua ujung jarum berlian. Silvera menutup labnya pada pukul 6 p.m. untuk pulang. “Butuh beberapa pekan kegembiraan ini hilang,” katanya.

Kegembiraan itu menghebohkan karena Silvera dan postdoc-nya Ranga Dias menemukan petunjuk bahwa hidrogen berubah wujud menjadi metal solid setelah digencet dengan tekanan yang melebihi tekanan di pusat Bumi. Pada wujud ini, hidrogen memiliki kemampuan untuk mengantarkan arus listrik. “Jika ini benar, ini jelas sesuatu yang fantastis,” kata Reinhard Boehler, seorang fisikawan dari Carnegie Institution for Science, Washington D.C. “Ini adalah sesuatu yang kami sebagai sebuah kominitas telah dan sedang berusaha untuk mendapatkannya selama berdekade-dekade.”

Continue reading “Hidrogen Berwujud Solid Metalik”

Fisika Kuantum pada Migrasi Burung

Berikut ini adalah saduran saya dari artikel situs BBC yang berjudul Organisms might be quantum machines. Karena artikel asli panjang, versi saduran ini saya bagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah Fisika Kuantum pada Fotosintesis. Bagian kedua adalah Fisika Kuantum pada Migrasi Burung. Dan, bagian ketiga adalah Fisika Kuantum pada Penciuman.

Saduran bagian kedua di mulai dari sini.

Efek-efek kuantum dalam dunia biologi bukan hanya terdapat pada tumbuhan atau makhluk hidup lain yang mengubah matahari menjadi sumber tenaga. Efek-efek kuantum juga menjawab sebuah teka-teki ilmiah yang telah membingungkan ilmuwan semenjak abad ke-19: bagaimana burung-burung tidak tersesat saat melakukan migrasi.

Bagaimana burung yang bermigrasi tahu kemana dia harus terbang?

Seekor burung melakukan migrasi biasanya untuk menghindari musim dingin. Misalnya burung robin eropa yang akan bermigrasi beribu kilometer ke arah ke arah selatan Eropa atau utara Afrika. Perjalanan mereka ini menempuh daerah yang tidak mereka kenal dan berbahaya bahkan tanpa membawa kompas (jika mereka mampu membawa dan membacanya). Jika mereka sudah salah arah dari awal, seekor burung robin yang berangkat dari Polandia dapat jadi mencapai Siberia, alih-alih Maroko.

Oh, mungkin mereka punya kompas biologis seperti kita memiliki jam biologis yang membantu kita menyadari kapan siang dan malam tanpa mengetahui posisi matahari sekalipun. Tapi, sebuah kompas biologis tidaklah mudah membayangkan seperti membayangkan jam biologis.

Kenapa? Continue reading “Fisika Kuantum pada Migrasi Burung”

Nobel Kimia 2012 untuk Reseptor Pintar

The Royal Swedish Academy of Science memutuskan untuk memberi Nobel Kimia 2012 kepada Robert J. Lefkowitz (kiri) dan Brian K. Kobilka (kanan)

atas usaha mereka mempelajari reseptor G-protein-terkopel.

Lefkowitz berafiliasi pada Howard Hughes medical Institute dan Duke University Medical Center di Durham, North Carolina, Amerika Serikat. Sedangkan afiliasi Kobilka adalah Stanford University School of Medicine, di negara bagian California, Amerika Serikat.

Saya ikuti secara langsung lewat Internet pengumuman tersebut seperti pada saat pengumuman Nobel Kedokteran dan Nobel Fisika. Tidak banyak yang bisa saya tulis karena topiknya terlalu di luar pengetahuan saya. Yang dapat saya pahami dari penjelasan saat konferensi pers tersebut, ditambah keterangan pers di situs nobel.se, adalah sebagai berikut.

Para ilmuwan sudah mengetahui bahwa sel-sel tubuh kita begitu mudah beradaptasi dengan lingkungannya. Sel-sel dapat merasakan perubahan pada lingkungannya dan segera bereaksi untuk menyesuaikan diri terhadap situasi yang baru. Hanya saja, mekanisme bagaimana sel-sel tersebut merasakan perubahan pada lingkungan mereka tersebut masih misteri.

Continue reading “Nobel Kimia 2012 untuk Reseptor Pintar”

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”

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.

Continue reading “Hadiah Nobel Kimia 2011: Kuasikristal”