Fisika Kuantum pada Fotosintesis

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 pertama di mulai dari sini.

Sedikit di antara kita yang paham dunia aneh fisika kuantum — tapi tubuh kita boleh telah memanfaatkan sifat-sifat kuantum untuk dapat bekerja dengan benar.

Oleh Martha Henriques, 18 Juli 2016

Proses fotosintesis terlihat terlalu mudah jika ditinjau dari fisik klasik. Dapatkah fisika kuantum menjelaskan dengan utuh?

Jika ada pokok pembicaraan yang secara sempurna memberi argumen bahwa sains memang sulit dipahami, pokok pembicaraan itu adalah fisika kuantum. Para ilmuwan menjelaskan kepada kita bahwa penghuni ranah kuantum berperilaku yang tidak dapat dicerna akal sehat kita: mereka dapat hadir di dua tempat bersamaan, atau mereka menghilang dari suatu tempat dan muncul di tempat lain seketika itu juga.

Satu hal yang patut kita syukuri adalah perilaku-perilaku aneh di ranah kuantum ini sepertinya tidak berdampak berarti di dunia makroskoopik. Dunia makroskoopik adalah dunia kasat mata yang kita kenal sehari-hari, dunia yang kita pahami diatur oleh fisik “klasik”.

Setidak-tidaknya itulah yang diyakini para ilmuwan sampai beberapa tahun yang lalu.

Continue reading “Fisika Kuantum pada Fotosintesis”

Mana fisikamu?

Pertanyaan tersebut kembali terulang saat saya menjadi penguji sidang proposal tugas akhir di Departemen Fisika, Universitas Airlangga, Desember 2015 ini.

Bagi mereka yang ikut menonton sidang-sidang yang saya yang menjadi pengujinya mungkin akan mengingat bahwa itu adalah pertanyaan pertama saya.

Proposal-proposal tugas akhir yang disajikan kepada saya oleh para mahasiswa fisika tersebut sama sekali tidak menghadirkan prinsip, atau hukum, atau teori apa dari fisika yang akan mereka gunakan untuk melakukan penelitian.

Mereka adalah para mahasiswa fisika yang berbicara dengan lidah non-fisika. Padahal paling tidak tiga tahun lamanya mereka dilatih berbicara dengan lidah fisika sebelum membuat proposal tugas akhir.

Universitas adalah tempat kita menempa diri untuk memiliki perangai ilmiah. Dan mereka-mereka ini adalah calon-calon sarjana yang akan mengalami krisis identitas keilmiahan.

Persis seperti yang diulas di blog physicsworld.com kemarin: solving your scientific identity crisis.

Continue reading “Mana fisikamu?”

Daftar 10 Terobosan Terpenting Fisika 2014

Berikut adalah daftar 10 terobosan terpenting fisika yang dicapai para ilmuwan dalam kurun waktu 2014 versi majalah Physics World.

  1. Mendaratkan wahana ruang angkasa di komet.
  2. Mengunakan sinar quasar untuk menerangi jaring kosmik.
  3. Menangkap partikel neutrino dari reaksi inti Matahari.
  4. Eksperimen reaksi fusi untuk PLTN mencapai tahap penting.
  5. Mengukur interaksi magnetik antara dua elektron terisolasi.
  6. Mempertajam proyeksi citra dari serat optik yang disorder.
  7. Menyimpan data di dalam hologram magnetik.
  8. Membuat supernova di dalam lab dengan laser.
  9. Data kuantum untuk pertama kali dapat dipadatkan.
  10. Fisikawan membuat sinar traktor akustik.

Taut pada setiap peringkat mengantarkan Anda ke artikel terkait.

Artikel-artikel tersebut bukanlah terjemahan dari berita asli di majalah Physics World. Tapi mereka adalah saduran untuk dapat dipahami oleh pembaca yang tidak berkecimpung di dunia fisika.

Metode penyaduran yang saya pakai adalah:

  • membaca publikasi mereka untuk memahami apa yang mereka lakukan,
  • membaca berita-berita terkait untuk memahami apa manfaat pencapaian riset mereka,
  • dan kemudian melihat buku teks fisika untuk memastikan apakah ide saduran saya tidak menyalahi konsep dasar fisika.

Sila dikutip/disebar semua atau sebagian dengan tetap menghormati penafian dan lisensi (disclaimer and license) blog ini.

Sekali lagi, selamat tinggal 2014.

Semoga apa-apa yang kita alami tahun ini membuat kita menjadi lebih manusiawi dan di tahun 2015 nanti kita akan memiliki banyak teman dan mengurangi banyak musuh.

10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 5 – Selesai)

Inilah bagian akhir dari 10 terobosan terpenting fisika 2014 menurut majalah Physics World. Bagian ini membahas peringkat 8 s.d. 10.

Sebagai referensi, peringkat 1 s.d. 3 dibahas di Bagian 1, peringkat 4 dan 5 di Bagian 2, peringkat 6 di Bagian 3, dan peringkat 7 di Bagian 4.

Bagian 3 dan 4 masing-masing hanya membahas satu peringkat. Ini karena saya tidak dapat lagi memotong konsep-konsep fisika dasar untuk menjelaskan dua terobosan tersebut.

Bagian 5 ini, saya coba tulis konsep-konsep fisika yang dibutuhkan sesingkat mungkin.

Selamat menikmati.

Peringkat 8: Membuat supernova di dalam lab dengan laser

Sebuah supernova adalah ledakan dari sebuah bintang maharaksasa. Ledakannya bersinar lebih terang daripada terangnya 10 miliar buah matahari kita! (1 miliar = 1.000.000.000, atau seribu juta.)

Ini dapat diartikan energi total yang dihasilkan sebuah supernova pada detik pertama ledakan sama dengan energi total yang dihasilkan matahari kita bersinar selama 10 miliar tahun!

Gila, kan?

Meskipun dari Bumi ledakan itu terlihat indah, seperti lukisan bunga mawar merekah dengan tinta minyak, tapi kondisi di daerah ledakan adalah kondisi yang kaos (chaos, kacau-balau).

Beberapa saat setelah meledak, bintang menjadi awan gas tebal yang mahapanas. Banyak kejadian-kejadian yang hanya ada di dalam teori fisika energi-tinggi yang mungkin terjadi di sana. Salah satunya seperti yang ditinggalkan oleh supernova bernama Cassiopeia A.

Supernova Cassiopieia A memiliki struktur bersimpul seperti pada gambar berikut ini.

Bagi para astronomer, struktur simpul ini tidak lazim dimiliki supernova. Salah satu teori dari struktur simpul-taklazim ini adalah kehadiran medan magnetik yang sangat kuat. Tentu butuh eksperimen untuk membuktikan penjelasan ini benar atau salah.

Tapi, dapatkah kita membuat supernova di dalam laboratorium untuk menguji teori tersebut?

Continue reading “10 Terobosan Terpenting Fisika 2014 (Bagian 5 – Selesai)”

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)”