Detektor Sinar Kosmik AMS Diterbangkan ke Luar Angkasa

Berikut adalah terjemahan bebas dari artikel di physicsworld.com.

Sebuah piranti pendeteksi sinar kosmik – dan bahkan mungkin sekaligus melacak kehadiran Dark Matter – telah mengorbit pada wahana Endeavour. Detektor tersebut bernama Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), hasil rancangan nobelis fisika Samuel Ting. AMS akan segera diinstal pada stasiun ruang angkasa internasional ISS (International Space Station). Ting merancang AMS pada tahun 90-an, tapi mengalami sejumlah kendala sehingga tertunda, salah satunya karena musibah yang menimpa ruang angkasa Columbia saat masuk ke atmosfer Bumi tahun 2003.

Peluncuran AMS juga menandai akhir dari era eksplorasi ruang angkasa karena ini adalah misi terakhir program wahana ulang-alik NASA – pertama kali adalah misi Columbia pada April 1981. Peluncuran dilakukan dari Kennedy Space Center di Florida disaksikan oleh Presiden Amerika Serikat Barack Obama, yang memimpin perayaan peringatan 30 tahun program wahana ruang angkasa NASA.

Detektor AMS, yang bernilai USD 2 milyar dan dengan berat 7 ton, menggunakan magnet silinder 0,15 Tesla, diameter 1 meter, dan tinggi 1 meter. Magnet ini berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel yang datang berdasarkan momentum dan muatan. Arah pembelokan gerak partikel di dalam medan magnet bergantung apakah partikel tersebut materi atau antimateri, sedangkan gradien pembelokkan ditentukan oleh kecepatan partikel tersebut. Dengan demikian, detektor dapat membedakan jenis-jenis partikel yang beraneka ragam dalam sinar kosmik.

Continue reading “Detektor Sinar Kosmik AMS Diterbangkan ke Luar Angkasa”

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.

Continue reading “Pengganti Diagram Feynman”

Kuliah Kapita Selekta TF ITB 11 Sep 09

Hari Jumat kemarin, 11 September 2009, bertepatan delapan tahun setelah tragedi runtuhnya gedung kembar WTC di kota New York, Amerika Serikat, saya memberi kuliah Kapita Selekta di Program Studi Teknik Fisika ITB. Judul kuliah yang saya bawakan adalah “Welcome to the Dark Side of the Universe,” terinspirasi dari judul artikel di Majalah Nature edisi 19 Juli 2007.

Berikut abstrak kuliah saya.

Selamat Datang di Sisi Gelap Alam Semesta

Alam Semesta kita mengembang. Ya, kita tahu itu, terutama setelah Hubble (1929) menemukan bahwa galaksi-galaksi tetangga menjauhi kita (redshift). Fenomena ini dapat dijelaskan sebagai proses lanjutan dari Dentuman Besar (the Bigbang). Pengembangan ini suatu saat diprediksi akan dihentikan oleh gravitasi yang berasal dari materi di dalam Alam Semesta.

Namun, tidak begitu kenyataannya. Teleskop Space Hubble (1998) menyaksikan bahwa pengembangan ini mengalami percepatan dari waktu ke waktu. Ada kekuatan misterius, yang jauh lebih besar daripada gravitasi, yang menarik batas Alam Semesta sehingga semakin luas dan luas. Kekuatan misterius ini disebut dark energy.

Dark energy bukan satu-satunya misteri di Alam Semesta, yang lain dinamakan dark matter. Kedua kegelapan ini mendominasi 95% Alam Semesta, menyisakan 5% materi normal yang kita kenal dalam Tabel Periodik Atom plus radiasi. Bayangkan, teknologi yang dibangun oleh peradaban manusia berdasarkan materi yang 5% ini saja!

Tantangan bagi kita untuk menguak apa sebenarnya dark energy dan dark matter ini. Ini menyangkut pemahaman kita pada asal usul dan akhir Alam Semesta kita, dua pertanyaan terbesar  umat manusia semenjak dahulu kala. Fisika kita belum dapat mengidentifikasikan kedua kegelapan raksasa ini.  Apakah fisika kita yang salah, ataukah memang masih jauh dari lengkap?

Continue reading “Kuliah Kapita Selekta TF ITB 11 Sep 09”

Q&A: Dark Energy

Dark matter dan dark energy, topik yang semakin hangat dibicarakan orang-orang di jagad raya ini. Tidak ketinggalan, blog ini telah beberapa kali dibahas mengenai dua topik ini, terutama dark matter. Tidak heran beberapa pengunjung ada yang datang ke sini dari search engine dengan kata “dark matter”. Untuk memuaskan para pengunjung, saya terjemahkan secara lepas sebuah artikel yang dipublikasikan dalam majalah Nature edisi 2 Juni 2009 kemarin dalam rubrik “Q&A” (Question and Answer) yang membahas tentang dark matter dan dark energy. Tulisan ini saya bagi dua, yang pertama Q&A untuk dark matter dan kedua adalah Q&A untuk dark energy. Terjemahan ini bersifat subjektif (sesuai pemahaman saya), segala kesalahan mungkin dapat terjadi sehingga koreksi konstruktif dari para pembaca adalah masukan yang berharga. Continue reading “Q&A: Dark Energy”

Q&A: Dark Matter

Dark matter dan dark energy, topik yang semakin hangat dibicarakan orang-orang di jagad raya ini. Tidak ketinggalan, blog ini telah beberapa kali dibahas mengenai dua topik ini, terutama dark matter. Tidak heran beberapa pengunjung ada yang datang ke sini dari search engine dengan kata “dark matter”. Untuk memuaskan para pengunjung, saya terjemahkan secara lepas sebuah artikel yang dipublikasikan dalam majalah Nature edisi 2 Juni 2009 kemarin dalam rubrik “Q&A” (Question and Answer) yang membahas tentang dark matter dan dark energy. Tulisan ini saya bagi dua, yang pertama Q&A untuk dark matter dan kedua adalah Q&A untuk dark energy. Terjemahan ini bersifat subjektif (sesuai pemahaman saya), segala kesalahan mungkin dapat terjadi sehingga koreksi konstruktif dari para pembaca adalah masukan yang berharga. Continue reading “Q&A: Dark Matter”