Galileo, Bapak Astronomi Modern

400 Tahun yang lalu tepatnya pada tahun 1609, seorang astronom italia bernama Galileo Galilei berhasil merampungkan teleskop astronomi pertamanya, dan kemudian mengarahkan teleskop itu ke langit. Hari itu ia berhasil melihat sebuah dunia baru yang penuh misteri yakni Jupiter si planet raksasa di Tata Surya. Galileo juga melihat keberadaan 3 titik yang redup disekeliling Jupiter. Apakah itu?



Selama beberapa bulan, Galileo mengamati Jupiter dan ia kemudian justru menemukan ada 1 titik lagi yang bersama 3 titik lainnya bergerak mengelilingi Jupiter. Mungkinkah itu bulan di dunia lain? Ya, tidak salah lagi. Keempat titik itu adalah bulan atau pengiring atau satelit dari planet Jupiter yang bernama Io, Europa, Ganymede, dan Callisto. Keempat satelit itu dikenal juga dengan nama Sateli Galilean, sebagai penghargaan pada Galileo yang sudah menemukan mereka.

Tidak hanya itu, Galileo juga berhasil melihat permukaan Bulan dan menikmati seluruh fasa planet Venus. Ia bisa melihat Venus sabit maupun purnama. Penemuan inilah yang mengubah cara berpikir manusia di dunia, dan membawa astronomi memasuki era baru. Era Astronomi Modern. Gerak Satelit Galilean mengelilingi Jupiter serta fakta seluruh fasa Venus bisa dilihat dari Bumi, membuktikan kalau Bumilah yang berputar mengelilingi Matahari. Dengan demikian penemuan Galileo menjadi pendukung bagi teori Heliosentris milik Copernicus yang mengatakan Matahari adalah pusat alam semesta. Sedikit tidak tepat karena di masa depan diketahui Matahari adalah pusat Tata Surya bukan alam semesta.

Pada tahun 1612, muncul penolakan terhadap teori Copernicus, teori yang didukung oleh Galileo dan di tahun 1614, dari Santa Maria Novella, Tommaso Caccini mengecam pendapat Galileo tentang pergerakan Bumi. Tommaso Caccini memberikan anggapan bahwa teori itu sesat dan berbahaya. Galileo sendiri pergi ke Roma untuk mempertahankan dirinya. Pada tahun 1616, Kardinal Roberto Bellarmino menyerahkan pemberitahuan yang melarangnya mendukung maupun mengajarkan teori Copernicus. Pada 1632, gereja Katolik menjatuhkan vonis bahwa Galileo harus dijadikan tahanan rumah. Ia tetap tinggal Arcetri dan menjalani hari-harinya disana sampai kemudian ia meninggal pada tahun 1642.

Bagaimana membuktikan bahwa Bumi mengelilingi Matahari, dan bukan sebaliknya?

Pada awal perkembangan sains, orang-orang seperti Copernicus, Kepler, Galileo & Newton berpendapat bahwa alangkah lebih baik (untuk menjelaskan), lebih mudah (secara matematika) & lebih elegan (secara filosofis) bahwa Matahari berada di pusat, sementara Bumi & planet-planet berputar mengelilingi Matahari. Semua punya penjelasan yang memuaskan, secara teori untuk mengatakan hal itu.

Sampai sekarang, pelajaran SMU fisika pun memberikan penjelasan yang jelas & memuaskan, bahwa memang demikian ada-nya. Massa matahari yang jauh lebih besar daripada planet-planet membuat planet-planet harus tunduk pada ikatan gravitasi Matahari, sehingga planet-planet tersebut bergerak mengitari Matahari sebagai pusat. Demikian dari hukum Gravitasi Newton.

Perumusan matematika-nya secara gamblang dan jelas dijelaskan oleh perumusan Kepler, hanya karena Matahari yang menjadi pusat sistem.

Kalau memang begitu ada-nya dan tidak percaya, bagaimana membuktikannya? Gampang, terbang saja jauh-jauh dari sistem tata surya ke arah kutub, dan lihatlah bagaimana Bumi beserta planet-planet bergerak mengitari Matahari. Tentu saja ini adalah pernyataan yang bersikap humor. Tapi ini memang menjadi pertanyaan penting, bagaimana membuktikannya?

Bapak-bapak yang telah disebutkan tadi, tentu saja mempunyai pendapat yang berlaku sebagai hipotesa, dan harus bisa dibuktikan melalui pembuktian yang teramati/eksperimentasi. Apabila eksperimen berkesesuaian dengan hipotesa, maka hipotesa diterima dan itu menjadi teori. Bukankah demikian?

Baik, sekarang bagaimana membuktikannya? Satu-satu-nya cara membuktikan fenomena langit adalah melalui ilmu astronomi, yaitu ketika pengamatan dilakukan pada benda-benda langit lalu memberikan penjelasan ilmiah tentang apa yang sebenar-nya terjadi disana.

Tentu tidaklah mudah memberikan bukti yang langsung bisa menjelaskan secara cespleng bahwa Bumi berputar mengitari Matahari, bukankah lebih mudah mengatakan kebalikannya? Tapi seperti yang telah disampaikan, itu akan menjadi tidak baik, tidak mudah dan tidak elegan untuk menyatakan demikian. Ternyata dari pengamatan astronomi menunjukkan bahwa memang Bumi yang mengitari Matahari. Tidak percaya?

Bukti pertama, adalah yang ditemukan oleh James Bradley (1725). Pak Bradley menemukan adanya aberasi bintang.

Apa itu aberasi bintang? Bayangkan kita sedang berdiri ditengah-tengah hujan, dan air hujan jatuh tepat vertikal/tegak lurus kepala kita. Kalau kita menggunakan payung, maka muka & belakang kepala kita tidak akan terciprat air bukan? Kemudian kita mulai berjalan ke depan, perlahan-lahan & semakin cepat berjalan, maka seolah-olah air hujan yang tadi jatuh tadi, malah membelok dan menciprati muka kita. Untuk menghindari-nya maka kita cenderung mencondongkan payung ke muka. Sebetulnya air hujan itu tetap jatuh tegak lurus, tetapi karena kita bergerak relatif ke depan, maka efek yang terjadi adalah seolah-olah membelok dan menciprat ke muka kita.

Demikian juga dengan fenomena aberasi bintang, sebetulnya posisi bintang selalu tetap pada suatu titik di langit, tetapi dari pengamatan astronomi, ditemukan bahwa posisi bintang mengalami pergeseran dari titik awalnya, pergeseran-nya tidak terlalu besar, tetapi cukup untuk menunjukkan bawha memang sebenar-nya lah bumi yang bergerak.

Mari kita tinjau Gb.1.



Aberasi terjadi jika pengamat adalah orang yang berdiri ditengah hujan, dan arah cahaya bintang adalah arah jatuhnya air hujan. Kemudian pengamat bergerak tegak ke muka, tegak lurus arah jatuhnya hujan. S menyatakan posisi bintang, E posisi pengamat di Bumi. Arah sebenarnya bintang relatif terhadap pengamat adalah ES, jaraknya tergantung pada laju cahaya. Kemudian Bumi BERGERAK pada arah EE’ dengan arah garis merepresentasikan lajunya. Ternyata pengamatan menunjukkan bahwa bintang berada pada garis ES’ alih-alih ES, dengan SS’ paralel & sama dengan EE’. Maka posisi tampak binang bergeser dari posisi sebenarnya dengan sudut yang dibentuk antara SES’.Jika memang Bumi tidak bergerak, maka untuk setiap waktu, sudut SES’ adalah 0, tetapi ternyata sudut SES’ tidak nol. Ini adalah bukti yang pertama yang menyatakan bahwa memang Bumi bergerak.

Bukti kedua adalah paralaks bintang. Bukti ini diukur pertama kali oleh Bessel (1838). Paralaks bisa terjadi jika posisi suatu bintang yang jauh, seolah-olah tampak ‘bergerak’ terhadap suatu bintang yang lebih dekat. (Gb.2). Fenomena ini hanya bisa terjadi, karena adanya perubahan posisi dari Bintang akibat pergerakan Bumi terhadap Matahari. Perubahan posisi ini membentuk sudut p, jika kita ambil posisi ujung-ujung saat Bumi mengitari Matahari. Sudut paralaks dinyatakan dengan (p), merupakan setengah pergeseran paralaktik bilamana bintang diamati dari dua posisi paling ekstrim.


Bagaimana kita bisa menjelaskan fenomena ini? Ini hanya bisa dijelaskan jika Bumi mengitari Matahari, dan bukan kebalikannya.Bukti ketiga adalah adanya efek Doppler.

Sebagaimana yang telah diperkenalkan oleh Newton, bahwa ternyata cahaya bisa dipecah menjadi komponen mejikuhibiniu, maka pengetahuan tentang cahaya bintang menjadi sumber informasi yang sahih tentang bagaimana sidik jari bintang (baca tulisan saya tentang ‘fingerprint of the star’) . Ternyata pengamatan-pengamatan astronomi menunjukkan bahwa banyak perilaku bintang menunjukkan banyak obyek-obyek langit mempunyai sidik jari yang tidak berada pada tempat-nya. Bagaimana mungkin? Penjelasannya diberikan oleh Bpk. Doppler (1842), bahwa jika suatu sumber informasi ‘bergerak’ (informasi ini bisa suara, atau sumber optis), maka terjadi ‘perubahan’ informasi. Kenapa bergeraknya harus tanda petik? Ini bisa terjadi karena pergerakannya dalah pergerakan relatif, apakah karena pengamatnya yang bergerak? Atau sumber-nya yang bergerak?

Demikian pada sumber cahaya, jika sumber cahaya mendekat maka gelombang cahaya yang teramati menjadi lebih biru, kebalikannya akan menjadi lebih merah. Ketika Bumi bergerak mendekati bintang, maka bintang menjadi lebih biru, dan ketika menjauhi menjadi lebih merah.

Disuatu ketika, pengamatan bintang menunjukkan adanya pergeseran merah, tetapi di saat yang lain, bintang tersebut mengalami pergeseran Biru. Jadi bagaimana menjelaskannya? Ini menjadi bukti yang tidak bisa dibantah, bahwa ternyata Bumi bergerak (bolak-balik – karena mengitari Matahari), mempunyai kecepatan, relatif terhadap bintang dan tidak diam saja.

Dengan demikian ada tiga bukti yang mendukung bahwa memang Bumi bergerak mengitari matahari, dari aberasi (perubahan kecil pada posisi bintang karena laju Bumi), paralaks (perubahan posisi bintang karena perubahan posisi Bumi) dan efek Doppler (perubahan warna bintang karena laju Bumi).

Tentu saja bukti-bukti ini adalah bukti-bukti ILMIAH, dimana semua pemaknaan, pemahaman dan perumusannya mempergunakan semua kaidah-kaidah ilmiah, masuk akal dan ber-bobot kebenaran ilmiah. Apakah memang demikian adanya? Seperti yang ungkapkan, sampai detik ini belum ada teknologi yang bisa membuat kita bisa terbang jauh-jauh ke luar angkasa, sedemikian jauhnya sehingga bisa melihat memang begitulah yang sebenarnya. Tetapi, pembuktian metode ilmiah selama ini cukup sahih untuk menjawab banyak ketidak-pahaman manusia tentang posisi-nya di alam. Dan bukti-bukti yang telah disebutkan tersebut cukup untuk menjadi landasan untuk menjawab bahwa memang Bumi mengitari Matahari; dari pengetahuan Bumi mengitari Matahari, banyak hal-hal yang telah diungkap tentang alam semesta ini, sekaligus menjadi landasan untuk mencari jawab atas banyak hal yang belum bisa dijawab pada saat ini.

Lepasnya Oksigen Dari Atmosfer Bumi

Oksigen yang lepas dari area kutub Bumi.
Kredit : NASA/ESA

Oksigen secara konstan bocor keluar dari atmosfer Bumi dan masuk ke ruang angkasa. Berita tersebut datang dari Cluster satelit milik ESA yang juga mengkonfirmasikan kalau penyebab kebocoran oksigen tersebut justru berasal dari medan magnetik Bumi sendiri. Jadi medan magnetik Bumi mempercepat terlepasnya oksigen ke angkasa.

Data yang dihasilkan Cluster dari tahun 2001-2003 menunjukan selama tahun-tahun tersebut, cahaya bermuatan atom oksigen yang dikenal sebagai ion, keluar dari area kutub menuju angkasa. Cluster juga mengukur kekuatan dan arah medan magnetik Bumi saat cahaya itu ada disana. Hasil analisis data Cluster yang dilakukan oleh Hans Nilsson dari Swedish Institute of Space Physics menunjukan ion oksigen mengalami percepatan akibat perubahan arah medan magnet. Data dari Cluster berhasil memberi informasi kemiringan medan magnetik dan perubahan arahnya berdasarkan waktu.

Sebelum era penjelajahan angkasa, dipercahaya medan magnetik Bumi hanya diisi oleh partikel-partikel angin Matahari. Dan diperkirakan partikel-partikel ini membentuk kondisi yang melindungi Bumi dari interaksi langsung dengan angin Matahari.

Menurut Nilsson, saat ini mereka baru menyadari besarnya interaksi yang terjadi diantara angin Matahari dan atmosfer. Partikel energetik dari angin Matahari dapat diteruskan sepanjang medan magnetik. Dan bila terjadi tabrakan dengan atmosfer Bumi, terjadilah aurora. Biasanya fenomena ini terjadi di kutub bumi. Interaksi yang sama memberikan energi yang cukup pada ion oksigen untuk mengalami percepatan dan keluar dari atmosfer menuju ke area medan magnetik Bumi.

Data yang diperoleh Cluster didapat di atas kutub Bumi saat atelit tersebut terbang pada ketinggian 30000 – 64000 km. Data yang pernah diambil sebelumnya pada tahun 1980-an dan 1990-an menunjukan ion yang lepas bergerak semakin cepat pada ketinggian yang lebih tinggi. Dengan demikian diperkirakan ada semacam mekanisme percepatan yang terlibat dan beberapa kemungkinan yang terjadi yang menyebabkan terjadinya perubahan. Dengan data dari Cluster, mekanisme yang berperan dalam sebagian besar proses percepatan bisa diidentifikasi.

Saat ini, lepasnya oksigen dari Bumi bukanlah hal yang harus dikawatirkan. Karena jika dibandingkan dnegan persediaan gas yang mendukung kehidupan di Bumi, jumlah yang lepas tersebut bisa dikatakan sangat kecil. Namun, di masa depan, saat Matahari memasuki masa tuanya dan semakin panas, keseimbangan akan mengalami perubahan dan kehilangan oksigen seperti saat ini akan menjadi hal yang signifikan mempengaruhi kehidupan di Bumi.

Untuk saat ini, Cluster akan terus mengumpulkan data dan memberi pencerahan baru mengenai kompleksnya area magnetik di sekeliling planet biru ini.

Bila Medan Magnet Bumi Bocor

Apa yang terjadi apabila dua batang magnet yang kutubnya sejajar didekatkan? Tentunya akan salik tolak menolak, demikian juga dengan interaksi medan magnet Bumi dan Matahari. Medan magnetik Bumi dianggap sebagai pelindung Bumi terhadap angin Matahari, dan interaksinya bergantung pada orientasi kutub-kutub magnetik Bumi dan Matahari.

Kedua medan magnetik Bumi dan Matahari mempunyai orientasi utara dan selatan. Arah kutub magnetik Bumi selalu menghadap pada arah utara-selatan. Demikian juga dengan Matahari, akan tetapi medan magnet Matahari secara periodis berubah orientasinya, kadang berkesejajaran (aligned) dengan medan magnet Bumi, kadang menjadi anti-sejajar (anti-algined).

Jika selama ini dipercaya bahwa medan magnet Bumi menjadi pelindung terhadap badai yang datang dari Matahari dan menghantam Bumi, karena kalau arah medan magnetnya saling berkesejajaran, tentunya yang terjadi adalah tolak menolak, sehingga perisai medan magnet sedang kuat-kuatnya, dan hanya sedikit partikel yang bisa masuk ke lingkungan Bumi, tetapi temuan terkini menunjukkan bahwa Bumi tidak sepenuhnya terlindung dari badai Matahari, karena adanya kebocoran pada medan magnet Bumi dan lebih banyak partikel yang masuk dan mengganggu lingkungan Bumi.

Sebelumnya, para ilmuwan Fisika Matahari mengetahui bahwa partikel-partikel Matahari memasuki magnetosfer Bumi ketika medan magnet Matahari mengarah ke selatan, yaitu ketika menjadi anti-sejajar dengan Bumi. Tetapi pengamatan terkini dari satelit-satelit THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) menunjukkan bahwa yang terjadi tidaklah seperti itu.

Kebocoran ini jelas mengubah pandangan tentang bagaimana interaksi antara lapisan magnetsofer dengan angin matahari, karena dari kebocoran tersebut partikel-partikel yang datang dari angin Matahari datang lebih cepat dan lebih banyak dari yang selama ini diperkirakan dan seluruh interaksi bertentangan dengan yang selama ini telah dipelajari oleh para peneliti Matahari. Bila sebelumnya perisai medan magnet Bumi adalah pada saaat yang terkuat karena medan magnet saling tolak menolak, ternyata malah menjadi yang paling lemah.

Untuk melakukan pengukuran tersebut, maka ada lima wahana THEMIS yang dikirim untuk mengukur ketebalan pita partikel Matahari yang datang ketika medan magnet saling sejajar – ternyata ditemukan sampai mencapai 20 kali dari jumlah yang didapat ketika medan magnet saling anti-sejajar.

Pengukuran THEMIS dilakukan seiring wahana melalui pita, dengan dua wahana berada pada batas yang berbeda dari pita; dan ternyata pita yang ditemukan mencapai setebal radius Bumi (sekitar 6437 km). Pengukuran lanjutan menunjukkan juga bahwa pita tersebut juga membesar secara cepat.

Bagaimana kebocoran tersebut dapat dideteksi? Ketika partikel-partikel Matahari mengalir dibawa oleh angin Matahari, angin tersebut membawa juga medan magnet Matahari mengarah ke Bumi. Medan magnet yang dibawa tersebut melapisi medan magnet Bumi saat sampai. Kendati pada wilayah katulistiwa mengarah pada arah yang berkesejajaran, tetapi pada lintang yang lebih tinggi, arahnya menjadi saling anti-sejajar. Dan ketika gaya yang bekerja menekan kedua medan tersebut bersamaan maka terjadi saling mengkait antara kedua medan magnet (saling menempel sebagaimana dua magnet yang saling berbeda arah gaya), dalam sebuah proses yang disebut sebagai rekoneksi magnet. Proses tersebut mengakibatkan adanya sobekan pada uda lubang pada medan magent Bumi dan menambahkan wilayah yang memungkinkan partikel-partikel dari Matahari masuk ke magnetosfer.

Ketika siklus sebelumnya medan magnet Matahari yang menghantam bumi mulai dari anti-sejajar kemudian menjadi sejajar, maka pada siklus ini yang terjadi adalah sebaliknya, mulai dari ketika medan magnet Matahari anti-sejajar kemudian menjadi sejajar, yang berarti adanya amplifikasi pada bagaimana badai saat menghantam Bumi. Dengan demikian, maka efek yang terjadi pada siklus ke -24 mendatang menjadi lebih besar daripada yang sebelumnya diperkirakan.

Obituari Vitaly Ginzburg (1916 – 2009): Superkonduktivitas dan partikel kosmik

Adalah Ahli fisika Rusia, Vitaly Ginzburg, meninggal dunia dalam usia 93 pada tanggal 8 November 2009.


Lahir pada tahun 1916, Ginzburg berarti telah hidup dalam tiga periode sejarah Rusia: zaman sekaratnya Tsar Rusia, periode pemerintahan komunis Uni Soviet, dan masa Federasi Rusia. Di antara kehidupannya yang panjang ia juga telah diganjar Hadiah Nobel Fisika (dibagi bersama Alexei Abrikosov dan Tony Legget) pada tahun 2003 atas kontribusinya pada teori superkonduktor. Karier panjang Ginzburg di dunia fisika merambah berbagai cabang. Untuk menyebut beberapa: superkonduktivitas, teori sinar kosmis, teori mengenai emisi pulsar, radiasi sinkrotron, sinyal radio dari matahari, dan bidang-bidang lainnya.

Pengetahuan teoritis Ginzburg mengenai ilmu fisika diterapkannya terutama dalam dua fenomena yang paling banyak digelutinya: superkonduktivitas dan sinar kosmis. Perilaku superkonduktivitas sudah ditemukan semenjak tahun 1911 oleh fisikawan Heike Kamerlingh Onnes di Negeri Belanda. Keadaan ini muncul apabila sebuah benda didinginkan hingga mencapai suhu mendekati nol mutlak (0 Kelvin atau sama dengan -273 derajat Celsius), benda tersebut akan kehilangan perlawanannya terhadap aliran listrik. Aliran listrik tidak akan banyak mengalami hambatan dan dengan demikian menghantarkan listrik dengan baik. Objek ini juga kehilangan medan magnetik internalnya. Suhu ketika benda-benda menjadi superkonduktor berbeda-beda berdasarkan jenis bahannya. Seng, misalnya, menjadi superkonduktor pada suhu 0.88 Kelvin sementara keramik sintesis yang mengandung Tembaga dan Barium dapat menjadi konduktor pada suhu yang lebih tinggi pada 125 Kelvin. Dengan merendam bahan-bahan ini di dalam Helium cair (Helium-3 mendidih pada suhu 3.2 Kelvin) atau Nitrogen cair (mendidih pada suhu 77 Kelvin. Bandingkan dengan air yang mendidih pada 373 Kelvin).



Untuk memahami kenapa sebuah benda dapat kehilangan resistensinya pada aliran listrik, kita perlu menggambarkan benda padat sebagai kumpulan atom-atom yang terhubung satu sama lain oleh kisi-kisi. Kisi-kisi ini juga bergetar dan kecepatan getarnya ditentukan oleh suhu benda tersebut. Semakin tinggi suhunya, semakin cepat getarannya dan semakin rendah suhunya semakin lambat getarannya. Aliran listrik adalah aliran elektron yang berusaha melewati kisi-kisi ini dengan aman. Dapat dibayangkan, apabila kisi-kisi tersebut bergetar cepat maka kemungkinannya besar sekali elektron akan menabrak atom dan kehilangan energinya yang kemudian akan berubah menjadi panas. Aliran listrik menjadi tidak terlalu lancar karena ada yang hilang sebagian. Objek yang seperti demikian berarti memiliki resistensi yang tinggi terhadap listrik dan bukan sebuah konduktor yang baik. Namun bila objek yang sama ini didinginkan maka getaran antara kisi tidak akan terlalu hebat dan kemungkinan elektron yang lewat akan bertabrakan menjadi lebih kecil. Selain bergantung pada suhu, resistensi juga bergantung pada struktur kisi-kisi sebuah bahan. Itulah sebabnya ada bahan yang dapat menjadi konduktor yang baik sementara bahan lain tidak bisa menjadi konduktor.

Fenomena “aneh” lain yang terkait dalam superkonduktor adalah ia dapat menolak keberadaan medan magnet. Akibatnya akan timbul fenomena yang disebut Efek Meissner atau sering disebut juga levitasi magnetik. Magnet yang ditaruh di atas sebuah superkonduktor akan melayang di atasnya karena medan magnet tidak dapat menembus bahan superkonduktor dan akibatnya harus “mengalir” di atas superkonduktor. Efek ini dapat diterus dipertahankan selama suhu bahan dijaga tetap dibawah suhu kritis tertentu (nilainya berbeda-beda tergantung bahan yang digunakan. Beberapa bahan bisa mencapai superkonduktivitas pada suhu 90 Kelvin atau -183 derajat Celsius).

Ahli fisika ingin mengetahui mengapa bahan-bahan yang didinginkan bisa berperilaku demikian. Dalam teori elektrodinamika klasik (teori listrik-magnet yang dikembangkan oleh James Clerk Maxwell pada akhir abad ke-19) kita dapat mengandaikan suatu benda “konduktor sempurna,” namun perilaku superkonduktivitas ternyata tidak dapat dipahami begitu saja oleh teori klasik. Gambaran mengenai kisi-kisi yang bergetar lemah apabila didinginkan ternyata memprediksikan penurunan resistensi yang lebih lambat apabila dibandingkan dengan realitas yang diukur melalui eksperimen. Dibutuhkan penjelasan lain yang lebih memuaskan dan ternyata ini adalah fenomena dalam ranah mekanika kuantum, sebuah teori yang mendeskripsikan dunia subatomik.

Vitaly Ginzburg masuk Universitas Negeri Moskow pada tahun 1933 dan lulus lima tahun kemudian. Gelar Doktor diperolehnya pada tahun 1942. Kariernya dimulai sebagai eksperimentalis dalam bidang optika, namun ia kemudian menyadari bahwa bakat sebenarnya berada di bidang teori. Ia kemudian mulai mengerjakan masalah-masalah penting dalam berbagai bidang fisika dan astrofisika. Kontribusinya dalam teori superkonduktivitas dikerjakannya bersama rekannya sebangsa, Lev Davidovich Landau. Teori ini kemudian disebut sebagai Teori Ginzburg-Landau dan merupakan sebuah teori fenomenologi.

Dalam fisika teori, fenomenologi adalah upaya untuk membuat suatu ekspresi matematika atas hasil-hasil eksperimen atas fenomena tertentu. Kadangkala kita tidak dapat menjelaskan suatu fenomena berdasarkan teori-teori dasar yang sudah ada (misalnya Teori Gravitasi Newton atau Teori Elektromagnetika Klasik) dan sudah teruji dengan baik. Salah satu alasannya bisa jadi karena teorinya memang belum diciptakan sehingga langkah pertama untuk memahami fenonema ini adalah dengan membuat deskripsi matematika yang dapat membuat prediksi-prediksi yang kemudian dapat dibuktikan.



Teori Ginzburg-Landau yang dipublikasikan pada tahun 1950 ini berhasil memprediksikan banyak hal, dua yang terpenting adalah prediksi tentang fluktuasi termodinamika dan seberapa dalam medan magnet dapat menembus permukaan suatu superkonduktor. Barulah pada tahun 1957 dikembangkan teori yang lebih mendasar untuk menjelaskan superkonduktivitas. Teori ini disebut Teori BCS, dinamakan menurut nama belakang tiga penciptanya: John Bardeen, Leon Cooper, dan John Schrieffer (Ketiganya dari Amerika Serikat).

Teori BCS menyempurnakan gambaran mengenai kisi dengan mengatakan bahwa aliran elektron bergerak menembus kisi-kisi secara berpasangan. Ketika sebuah elektron bermuatan negatif bergerak melintasi kisi, ion-ion bermuatan positif pada kisi akan tertarik dan mendistorsikan bentuk kisi dan membentuk semacam “terowongan.” Sebelum elektron tersebut lewat dan juga sebelum kisi-kisi tersebut berbalik ke posisi semula, sebuah elektron kedua akan ditarik ke dalam terowongan dan terhubung dengan elektron kedua. Kedua elektron akan bergerak bersama-sama dan dengan demikian pergerakan elektron melintasi kisi-kisi lebih lancar. Inilah hakikat dari superkonduktivitas.

Bidang lain yang dirambah Vitaly Ginzburg adalah studi sinar kosmik. Sinar kosmik adalah partikel enerjik yang datang dari luar antariksa. Partikel ini memiliki energi yang sangat tinggi dan bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Berdasarkan pengamatan, 90% partikel sinar kosmik adalah proton, dan hampir 10% adalah inti Helium dan sisanya adalah elektron atau elemen-elemen berat, misalnya inti Besi. Partikel-partikel ini diamati memiliki energi yang sangat tinggi, jauh lebih tinggi daripada energi diamnya. Ini menunjukkan bahwa partikel ini telah dipercepat oleh sesuatu objek dan tentu saja pertanyaan selanjutnya adalah: Objek macam apa yang dapat mempercepat partikel-partikel ini hingga memiliki energi yang demikian dahsyatnya?



Setiap detik Bumi kita dihujani partikel kosmik dengan berbagai energi, dari yang energi rendah hingga energi tinggi:
Kini kita telah menemukan partikel kosmik dengan energi 10^20 elektronVolt, sementara Large Hadron Collider (LHC) di Jenewa saja baru berencana mempercepat sebuah proton hingga energinya “hanya” 10^12 elektronVolt. Artinya, akselerator alamiah ini mampu mempercepat hingga 100 juta kali yang bisa dilakukan LHC. Apabila kita kembali kepada masa-masa tahun 1950an, jangankan komposisi sinar kosmik yang tidak diketahui oleh siapapun, datangnya dari mana pun tidak diketahui. Orang tahu bahwa partikel ini punya energi sangat tinggi namun partikel apakah ini pun tidak ada yang tahu. Pada tahun 1955 Ginzburg mulai meneliti sinar kosmis dan menunjukkan bahwa tidak mungkin sinar kosmik berasal dari radiasi panas, melainkan berasal dari partikel bermassa yang memperoleh energi tinggi dari medan magnet. Proses pemercepatan sebuah partikel karena melintasi medan magnet dinamakan radiasi sinkrotron. Berbeda dengan radiasi panas, radiasi sinkroton membutuhkan keberadaan medan magnet yang sangat kuat dan ini tidak ada di Matahari kita. Datangnya sinar kosmik pasti dari luar tata surya. Ginzburg kemudian memberikan bukti kuantitatif bahwa salah satu sumber sinar kosmik berasal dari supernova.

Supernova dapat menjadi sumber dipercepatnya sinar kosmik karena sisa reruntuhan bintang memiliki medan magnet yang kuat. Bila sebuah bintang masif meledak, inti bintang akan runtuh menjadi pulsar atau lubang hitam (tergantung pada massa inti yang tersisa dan tidak meledak). Hukum konservasi medan magnet mengharuskan kecepatan aliran magnetik tetap bernilai sama. Jadi ketika sebuah objek mengecil namun kecepatan aliran magnetik harus tetap maka kekuatan medan magnetik menjadi bertambah. Sebagai ilustrasi, bila Matahari kita yang jejarinya 6400 km berubah menjadi bintang neutron yang jejarinya 10 km, maka kekuatan medan magnetik akan meningkat kurang lebih 400 ribu kali lipat(!) Dengan demikian wajarlah apabila sebuah partikel yang melewati medan magnetik sebuah sisa reruntuhan supernova akan dipercepat hingga kecepatannya mendekati kecepatan cahaya. Salah satu reruntuhan supernova yang banyak diteliti adalah Nebula Kepiting yang berlokasi 6500 tahun cahaya dari Bumi kita.

Pada tahun 1949 ditemukan adanya sinyal radio dari pusat reruntuhan tersebut. Radiasi ini adalah radiasi sinkroton dalam panjang gelombang radio dan Ginzburg kemudian menerbitkan makalah yang berargumentasi bahwa partikel kosmik energi tinggi juga dapat dipancarkan dari pusat reruntuhan tersebut. Ia juga meramalkan bentuk spektrum energi yang mungkin dipancarkan.



Nebula kepiting adalah reruntuhan supernova yang meledak kurang lebih 7500 tahun lalu. Ledakannya diamati dan dicatat oleh astronom Kekaisaran Cina pada tahun 1054.


Vitaly Ginzburg kini telah meninggalkan kita semua, namun warisannya tetap hidup melalui 450an makalah ilmiah yang diterbitkan selama kariernya dan mencakup berbagai bidang dalam fisika dan astrofisika teoritis. Berbagai buku teks pun telah ditulisnya dan tiga yang terpenting adalah mengenai subjek-subjek yang menjadi fokus kariernya: superkonduktivitas, astrofisika teoritis, dan sinar kosmik.

Apa itu graphene ?

Susunan atom-atom karbon dalam kisi segi enam memiliki sifat-sifat yang menarik untuk elektronik masa depan.
Setiap orang tentu pernah melihat karbon, minimal dalam dua bentuk alaminya (alotrop), atau kalau beruntung, tiga bentuk. Tiga bentuk tersebut adalah:

* Grafit, terdapat dalam pensil.
* Arang dan jelaga, terdapat (dan biasa dimakan) dalam sate.
* Intan, terdapat dalam perhiasan, atau dalam industri, mata bor.

Namanya ilmuwan, selalu saja mencari hal-hal baru untuk diteliti, dimanfaatkan, dijual, dan ditulis. Salah satu topik yang hangat dalam 5 tahun terakhir adalah tentang salah satu bentuk karbon, yang disebut:

Graphene

Graphene merupakan susunan atom karbon dalam kerangka segi enam seperti sarang lebah. Grafit merupakan tumpukan lembaran-lembaran seperti ini yang disatukan oleh gaya Van der Waals. Mengapa graphene menarik? Ada beberapa alasan.

1. Graphene adalah lembaran yang sangat tipis. Inilah materi dalam bentuk lembaran yang paling tipis yang ada. Tapi sifat ini saja belum berarti banyak tanpa sifat-sifat berikutnya.
2. Graphene memiliki konduktivitas listrik yang tinggi. Elektron-elektron dalam graphene bersifat relativistik, artinya kecepatannya luar biasa. Elektron dapat terbang lurus sejauh beberapa mikrometer sebelum menabrak sesuatu (yang tidak kelihatan, yang disebut fonon). Bandingkan dengan tembaga, misalnya. Dalam pembahasan lebih jauh, dikatakan bahwa massa efektif elektron pada graphene bernilai nol. Nilai band gap, atau celah pita energi, yang dimiliki graphene adalah nol (ini penting untuk peneliti fisika material).
3. Graphene hampir transparan. Persentase cahaya yang diserap ketika menembus graphene adalah π x α, (alfa: konstanta struktur halus dalam teori atom) atau sekitar 2,3%. Ini menyebabkan graphene bisa dipakai sebagai lapisan konduktor transparan, misalnya untuk panel surya.
4. Dalam beberapa hal, graphene mirip dengan Carbon Nanotube (CNT), misalnya kerangka segi enam, konduktivitas, dan kekuatan mekanik. Graphene serupa dengan CNT yang dipotong hingga terbuka.

Sebagian penelitian tentang graphene adalah mengenai teori dan pemodelan. Sebagian lain adalah tentang bagaimana membuat graphene. Sebagian lain lagi adalah tentang bagaimana menggunakan graphene dalam berbagai peralatan. Mari kita bahas pembuatan graphene.

Cara membuat graphene yang paling sederhana adalah dengan selotip. Mulai dengan sekeping kristal grafit yang bagus, lalu kelupas lapisan demi lapisan dengan selotip sampai didapatkan lapisan yang paling tipis. Metode ini, yang disebut exfoliation, dilakukan pada tahun 2004 oleh sekelompok peneliti dari Universitas Manchester dan untuk pertama kalinya secara meyakinkan menghasilkan lapisan setipis satu atom saja. Cara yang lebih rumit adalah menggoreskan kristal grafit dengan peralatan mikroskopik pada suatu substrat. Lapisan-lapisan graphene terlepas satu demi satu (atau beberapa lapis sekaligus) dan menempel pada substrat. Cara yang sama kita lakukan saat menggoreskan pensil.

Cara lain untuk memisahkan lapisan-lapisan graphene dalam grafit adalah dalam cairan. Dengan menambahkan zat tertentu atau perlakuan tertentu, misalnya pemberian gelombang suara, lapisan-lapisan graphene terlepas, lalu diendapkan dan dikumpulkan.

Metode lain yang telah diciptakan orang untuk membuat graphene adalah bukan dengan memereteli kristal grafit, tetapi dengan menumbuhkan dari atom-atom. Cara pertama adalah dengan memanaskan kristal silikon karbida (SiC, karborondum, terdapat dalam ampelas) pada ruang hampa sampai suhu di atas 10.000 celcius. Atom-atom silikon akan terbang pergi, menyisakan karbon yang menyusun dirinya menjadi graphene. Jumlah lapisan yang timbul biasanya beberapa lapis.

Graphene dapat pula ditumbuhkan pada logam, misalnya nikel dan tembaga. Dalam metode ini yang disebut Chemical Vapor Deposition (CVD), logam panas dikenakan gas yang mengandung karbon seperti metana. Gas akan terurai pada suhu tinggi dan atom karbon menempel pada logam, membentuk graphene. Dengan metode ini, telah dapat ditumbuhkan graphene seluas beberapa sentimeter persegi yang sebagian besar terdiri dari satu lapis atom. Graphene yang sudah terbentuk bisa diangkat dan ditempelkan pada substrat lain dengan selamat (karena siapa perlu lembaran konduktor transparan di atas logam?).

Lembaran luas yang terdiri dari satu lapis atom karbon saja masih kurang menarik. Graphene dapat dipotong menjadi jalur-jalur sempit yang disebut Graphene Nanoribbon (GNR), diukir menjadi rangkaian elektronik, diberi doping, dan dijadikan transistor. Setelah dipotong menjadi pita, sifat graphene berubah. Timbul band gap yang berbanding terbalik dengan lebar pita dan bentuk tepi, konduktivitas berkurang, dan lain-lain.

Penggunaan graphene misalnya dalam kapasitor dan transistor. Karena bentuk lembaran memiliki luas permukaan yang besar dibandingkan dengan massanya, sedangkan kapasitas kapasitor berhubungan dengan luas permukaan, maka kapasitor yang menggunakan graphene bisa dibuat ringan dan kapasitasnya besar. Transistor yang terbuat dari graphene memiliki kecepatan yang sangat tinggi, karena elektron graphene bergerak sangat cepat. Dikatakan bahwa rangkaian elektronik yang terbuat dari graphene akan dapat mencapai kecepatan 1 THz, atau sekitar 300-400 kali Pentium 4. Graphene lebih unggul dibandingkan CNT karena:

* CNT perlu dipasang, sedangkan graphene bisa ditumbuhkan langsung dan diukir di tempat membentuk transistor dan rangkaiannya sekaligus.
* Kontak listrik CNT ke rangkaian sulit dibuat. Kontak listrik graphene ke rangkaian sangat rapi, karena rangkaiannya juga terbuat dari graphene.

Kesimpulannya?

1. Penelitian tentang graphene masih terbuka. Siapa berminat?
2. Komputer masa depan mungkin terbuat sepenuhnya dari karbon.

Spin Lubang Hitam Supermasif Berhasil Diukur

black hole strom




Sangat mengejutkan dan menakjubkan para peneliti dari Universitas Maryland, untuk pertama kalinya, berhasil melakukan pengukuran kuantitatif spin (putaran) beberapa lubang hitam supermasif. Atau dengan kata lain mereka berhasil mengukur seberapa cepat lubang hitam supermasif berputar.

Dalam penelitian ini, Laura Brenneman, mahasiswa magister dari Universtas Maryland dan Associate Professor Christopher Reynolds menggunakan teleskop XMM-Newton X-ray milik ESA untuk menentukan perubahan bentuk garis spektrum besi yang dipancarkan piringan akresi di sekitar Lubang hitam yang terjadi secara relativistik.

Dengan membandingkan data yang didapat dengan model teori untuk garis spektrum tersebut, mereka bisa mendapatkan momentum sudut, atau laju spin objek tersebut.

Data terbaik yang mereka dapatkan adalah untuk Lubang Hitam di pusat galaksi MCG-06-30-15. Lubang Hitam ini diindikasikan berputar sangat cepat, dengan kecepatan setidaknya mencapai 95% laju spin maksimum yang dimungkinkan oleh Teori Relativitas Einstein.

Hasil ini, diharapkan dapat memberi informasi penting bagaimana Lubang hitam supermasif ini terbentuk dan bertumbuh. Lubang hitam bisa menjadi Lubang hitam supermasif salah satunya melalui akresi sejumlah materi masif. Jadi ketika Lubang Hitam tersebut menarik materi disekitarnya, maka ia akan berputar semakin cepat sampai mencapai batas laju relativistik. Tapi jika Lubang Hitam supermasif ini tebentuk dari hasil tabrakan antar Lubang Hitam, maka Lubang hitam supermasif yang dihasilkan hanya memiliki kecepatan spin menengah atau dengan kata lain mereka akan memiliki spin yang lebih lambat.

Massa Lubang Hitam supermasif sendiri ratusan ribu sampai milyaran kali massa Matahari. dan diperkirakan hampir semua galaksi termasuk Bimasakti memiliki Lubang Hitam supermasif di pusatnya.

Black Hole bangun dari tidurnya ,.,.cekidoTz,.,.

..


Lubang hitam raksasa di Galaksi Bimasakti terbangun dari tidurnya 300 tahun yang lalu. Penemuan ini dilakukan oleh tim astronom Jepang yang menggunakan XMM Newton milik ESA, bersama satelit sinar-X Suzaku dan ASCA milik Jepang, serta Chandra X-ray milik NASA. Mereka menemukan lubang hitam di pusat galaksi Bimasakti yang telah kehilangan flare-nya yang sangat kuat sejak 300 tahun lalu.

Penemuan ini memberi jawaban atas misteri mengapa lubang hitam di Bimasakti sangat tenang. Lubang hitam yang juga dikenal dengan nama bintang Sagitarius A (A*) tersebut seharusnya menjadi monster, karena ia memiliki massa 4 juta kali massa Matahari. Namun sampai saat ini, besar energi yang dipancarkan di sekelilingnya ribuan juta kali lebih lemah dibanding radiasi yang dipancarkan oleh lubang hitam di pusat galaksi lainnya. Tentu ini menimbulkan pertanyaan, mengapa lubang hitam di Bimasakti seperti raksasa tidur. Sekarang misteri itu terungkap. Ternyata, lubang hitam tersebut jauh lebih aktif di masa lalu, dan mungkin saat ini ia sedang beristirahat setelah ledakannya yang terakhir.

Pengamatan yang dilakukan antara tahun 1994 – 2005 mengungkapkan jika awan gas di dekat pusat lubang hitam bersinar terang dan kemudian melemah dengan cepat dalam cahaya sinar X. Hal ini terjadi ketika mereka merespons getaran sinar X yang dipancarkan dari luar lubang hitam. Saat bergerak dalam lintasan spiral ke dalam lubang hitam, gas memanas sampai jutaan derajat dan memancarkan sinar X. Saat semakin banyak materi yang bertabrakan di dekat lubang hitam, keluaran sinar X menjadi semakin besar. Getaran sinar X membutuhkan waktu 300 tahun untuk melintasi jarak antara pusat lubang hitam dengan awan raksasa yang dikenal sebagai awan Sagitarius B2. Bisa disimpulkan jika awan Sagitarius B2 merespons kejadian yang terjadi 300 tahun sebelumnya.

Saat sinar X mencapai awan, mereka bertabrakan dengan atom besi, melontarkan elektron yang dekat dengan nukleus atom untuk keluar. Saat elektron yang datang dari jauh mengisi gap tersebut, atom besi kemudian memancarkan sinar X. Tapi, setelah getaran sinar X itu lewat, awan kembali melemah dan bersinar pada kondisi normalnya.


Secara menakjubkan, area di Sagitarius B2 yang hanya terletak 10 tahun cahaya, mengalami variasi cahaya hanya dalam waktu 5 tahun. Kecerlangan ini dikenal sebagai light echoes (gema cahaya). Dengan memecahkan garis spektrum sinar-X untuk besi, pengamatan yang dilakukan Suzaku menjadi sangat krusial dalam mengeliminasi kemungkinan adanya partikel subatomik yang muncul akibat light echoes.

Menurut Katsuji Kayama dari Universitas Tokyo, dengan mengamati bagaimana awan tersebut menyala dan kemudian melemah selama lebih dari 10 tahun, maka aktivitas lubang hitam 300 tahun yang lalu dapat kembali dilacak. Lubang hitam tersebut tentunya jutaan kali lebih terang pada tiga abad yang lalu. Dan ia tentunya melepaskan flare yang sangat kuat di masa itu.

Pusat galaksi berada sekitar 26.000 tahun cahaya dari Bumi. Artinya, kita melihat kejadian yang sudah terjadi 26.000 tahun lalu. Yang menjadi masalah saat ini, para astronom masih belum bisa mendapatkan pengertian yang lebih detail tentang variasi yang banyak sekali terjadi dalam aktivitas Sagitarius A*.

Menurut Koyama, ada salah satu kemungkinan, yaitu ada supernova beberapa abad lalu yang menyemburkan gas dan luas area semburan itu sampai ke lubang hitam. Akibatnya, ada semburan gas yang masuk ke lubang hitam itu, sehingga semakin banyak semburan gas yang diserap. Karena konsentrasi semburan gas tersebut, lubang hitam yang sudah lama tertidur itu terbangun dan terjadilah flare raksasa.

Mesin yang dijadwalkan mistery big bang "7 TeV di LHC"

Energi tumbukan proton 7 TeV (3,5 TeV per proton) untuk pertama kalinya direalisasikan pada 30 Maret 2010 di LHC. Percobaan ini menjadi rekor dunia untuk energi terbesar yang dapat dicapai didalam sebuah pemercepat partikel. Tumbukan pada 7 TeV menandakan dimulainya program fisika LHC. Pada energi ini ilmuwan dapat memeriksa ulang data dan memprediksi hasil yang akan diperoleh berdasarkan eksperimen sebelumnya dan juga kemungkinan besar menemukan partikel yang telah diprediksikan keberadaannya maupun yang tak terduga. Memang semua penemuan-penemuan tidak akan terjadi pada hari pertama percobaan karena ilmu pengetahuan memerlukan proses yang panjang namun di hari tersebut adalah tanda dimulainya era baru dalam fisika partikel.

Eksperimen LHC ditujukan untuk memecahkan beberapa misteri dalam fisika partikel, seperti :

Pekerjaan Newton yang tak selesai..... Apa itu massa??

Darimana asalnya massa? Mengapa partikel kecil memiliki massa? Kenapa beberapa partikel tidak memiliki massa sama sekali? Sekarang ini belum ada jawaban yang memuaskan untuk pertanyaan-pertanyaan ini. Penjelasan yang memadai mungkin ditemukan pada Higgs Bosson, partikel penting yang belum ditemukan agar Model Standar benar. Dihipotesakan pertama kali tahun 1964, namun belum teramati sampai sekarang. Eksperimen ATLAS dan CMS (bagian dari LHS) akan mencari tanda-tanda partikel istimewa ini.

Sebuah masalah yang tak terlihat.... Materi di jagat raya hanya 4 persen, 96 persennya apa?

Semua yang terlihat di alam semesta, dari bakteri sampai galaksi, terdiri dari partikel biasa yang disebut sebagai materi, membentuk hanya 4 persen jagat raya. Dark matter dan dark energy diyakini adalah sisanya, namun sangat sulit dideteksi dan dipelajari. Menyelidiki sifat-sifat dark matter dan dark energy adalah salah satu tantangan terbesar saat ini dalam bidang fisika partikel dan kosmologi. Eksperimen ATLAS dan CMS akan mendeteksi partikel supersimetris untuk menguji hipotesis dark matter.

Rahasia Big-Bang.... Seperti apakah materi ketika detik pertama terciptanya alam semesta?

Materi, bahan dasar alam semesta, diyakini berasal dari partikel dasar yang sangat padat dan panas. Sekarang, materi biasa di alam terbuat dari atom yang terdiri dari inti, inti atom terdiri dari proton dan neutron, didalam proton dan neutron terdiri dari quark-quark yang disatukan partikel lain yang disebut gluon. Ikatan gluon sangat kuat, namun pada saat awal penciptaan alam semesta yang sangat panas tidak memungkinkan gluon mengikat quark. Oleh karena itu, sepertinya pada saat mikrosekon pertama setelah big-bang, alam semesta hanya terdiri dari campuran quark dan gluon yang disebut plasma quark-gluon yang sangat panas dan rapat. Eksperimen ALICE akan menggunakan LHC untuk menciptakan ulang kondisi yang hampir sama sesaat setelah Big-Bang dengan tujuan untuk menganalisa sifat-sifat plasma quark-gluon.

Masih banyak lagi pertanyaan yang belum terjawab tentang sifat alam semesta, misalnya apakah ada dimensi selain yang kita ketahui?, Mengapa sedikit sekali sisa anti materi di alam semesta? dan sebagainya. Dengan LHC dilakukan eksperimen untuk menjawab pertanyaan tersebut.

FAKTA-FAKTA MENARIK TENTANG LHC

* Mesin terbesar di dunia

Keliling lingkaran LHC 26,659 km dengan total 9300 magnet didalamnya. Bukan hanya pemercepat partikel terbesar, hanya dengan mendistribusikan 1/8 bahan cryogenic-nya (bahan yang suhunya mendekati nol mutlak) LHC dinobatkan sebagai pendingin terbesar di dunia. Seluruh magnet didinginkan -193,2 oC (80K) menggunakan 10.080 ton nitrogen cair sebelum diisi dengan hampir 60 ton helium cair sampai suhunya turun menjadi -271,3oC (1,9 K).

* Lintasan tercepat di atas Planet

Pada kekuatan penuh, miliaran proton akan melaju megelilingi cincin akselerator LHC sebanyak 11.245 kali dalam 1 detik pada laju 99,99 persen kecepatan cahaya. Setiap proton yang bergerak memiliki energi maksimum 7 TeV, tumbukan dua proton memiliki energi 14 TeV (saat ini LHC belum dijalankan pada energi maksimum, baru akan setengahnya saja). 600 juta tumbukan terjadi dalam tiap detik.

* Tervakum di Tata Surya

Untuk menghindari tabrakan dengan molekul gas di dalam akselerator, partikel melewati ruang yang sangat vakum, menyamai ruang vakum antar planet. Tekanan di dalam LHC adalah 10-13 atm, sepuluh kali lebih rendah dari tekanan di atas Bulan.

* Titik terpanas di galaksi, tetapi terdingin daripada angkasa luar

LHC adalah mesin panas dan dingin yang ekstrim. Ketika dua proton berenergi tinggi bertabrakan akan menghasilkan panas lebih dari 100.000 kali inti matahari. Akan tetapi, sistem distribusi cryogenic-nya yang mengalirkan superfluida helium sekitar cincin akselerator menjaga LHC pada suhu super dingin 1,9 K, bahkan lebih dingin daripada angkasa luar.

* Detektor terbesar dan terakurat yang pernah dibuat

Untuk merekam hasil tumbukan 600 juta proton per detik, ilmuwan fisika dan insinyur telah membangun alat raksasa untuk mengukur partikel-partikel dengan keakuratan mikron. Detektor LHC dapat mengukur waktu partikel sepermilyar detik dan menentukan lokasi partikel dalam sepersejuta meter. Respon yang luar biasa cepat dan tepat sangatlah penting untuk memastikan partikel yang terekam pada detektor adalah tunggal.

* Superkomputer tercanggih di dunia

Data yang direkam untuk masing-masing eksperimen besar di LHC akan mengisi sekitar 1,7 juta dual layer DVD setiap tahun. Agar ribuan ilmuwan yang tersebar di seluruh dunia bekerjasama dalam menganalisis data sampai 15 tahun kedepan (perkiraan masa pakai LHC), puluhan ribu komputer yang ditempatkan di seluruh dunia tersambung dalam Worldwide LHC Computing Grid (WLCG).

KEAMANAN LHC

Ketika LHC pertama kali diaktifkan, beberapa masyarakat internasional termasuk beberapa ilmuwan khawatir alat super canggih ini akan memusnahkan kehidupan di Bumi. Isu akan terciptanya lubang hitam mikro yang akan menarik massa-massa disekitarnya sampai Bumi juga akan ikut musnah alias kiamat ramai dibicarakan di media massa dan elektronik di seluruh dunia. Mereka juga khawatir reaksi fusi tak terkendali akan terjadi yang akan meledakkan mesin tersebut serta merusak keseimbangan alam.

LHC memang memiliki energi tinggi yang tidak ada pemercepat partikel sebelumnya mencapai energi tersebut, namun alam secara rutin memproduksi energi yang lebih tinggi daripada LHC misalnya pada tabrakan sinar kosmis. Jika energi yang dimiliki LHC membahayakan Bumi, maka tentu Bumi tidak akan ada karena energi sinar kosmis lebih besar. Berikut beberapa penjelasan ilmiah mengapa kekhawatiran tersebut tidak terjadi.

* Lubang hitam berukuran mikro

Alam membentuk lubang hitam ketika bintang-bintang tertentu, lebih besar dari Matahari, runtuh karena gravitasinya sendiri pada akhir siklusnya. Bintang ini menyusut sampai ruang yang sangat kecil namun dengan massa yang sangat besar. Spekulasi tentang lubang hitam mikro yang tercipta di LHC karena tumbukan pasangan proton yang berenergi tinggi, perbandingan energinya adalah seekor nyamuk dalam pesawat. Lubang hitam yang sebenarnya adalah sangat-sangat berat dibandingkan dengan apapun yang dihasilkan pada LHC.

Menurut teori gravitasi Einstein, tidaklah mungkin lubang hitam mikroskopis tercipta di LHC. Namun ada pula spekulasi teori yang memprediksikan kehadiran lubang hitam. Namun juga semua spekulasi teori ini memprediksikan bahwa semua partikel akan terpisah dengan cepat. Oleh karena itu lubang hitam tidak memiliki waktu untuk menarik materi dan menyebabkan efek makroskopis.

* Reaksi fusi tak terkendali

Reaksi fusi dapat terjadi hanya pada materi yang terkompresi oleh tekanan luar misalnya gravitasi di dalam bintang, ledakan fisi pada pada alat termonuklir (bom hidrogen), medan magnet di dalam Tokamak. Pada LHC, materi tidak tertekan oleh karena itu reaksi fusi tidak mungkin terjadi.

Berkas proton di LHC juga di khawatirkan akan memicu Bose-Nova (pelepasan sejumlah energi karena reaksi fusi) di dalam helium cair yang digunakan untuk mendinginkan magnet LHC. Sebuah perhitungan yang dilakukan oleh Fairbairn dan McElrath menunjukkan dengan jelas bahwa tidak mungkin berkas proton di LHC memicu reaksi fusi di Helium karena faktanya Helium adalah cairan kimia yang tidak memiliki spin nuklir. Berikut pendapat dari Prof.Steven Hawking seorang professor matematika dari universitas Cambridge. "The world will not come to an end when the LHC turns on. The LHC is absolutely safe,.....Collisios releasing greater energy occur millions of times a day in the earth's atmosphere and nothing terrible happens"

Ketika LHC yang akan dijalankan dengan energi yang lebih besar dari sebelumya (7 TeV), Ilmuwan, Akademisi, Wartawan dan masyarakat internasional akan menyaksikan peristiwa spektakuler ini secara langsung maupun tidak langsung. LHC adalah harapan dunia dalam menjawab misteri-misteri alam yang belum terpecahkan. Kekhawatiran yang berlebihan dikarenakan ketidaktahuan tentang ilmu pengetahuan yang melatarbelakangi pembuatan LHC.

Sumber : CERN

"Graphene" ???

Professor Andre Geim (kiri) dan Dr Konstantin Novoselov di depan Universitas Manchester, Inggris, Selasa (5/10/2010). Keduanya terpilih sebagai penerima Nobel Fisika 2010 atas terobosannya mengisolasi graphene dengan sederhana dan murah menggunakan alat utama selotip.






STOCKHOLM, KOMPAS.com — Dua ilmuwan kelahiran Rusia, Andre Geim dan Konstantin Novoselov, mendapat penghargaan bergengsi Nobel Fisika atas terobosannya mengisolasi graphene, material paling kuat tetapi paling tipis di dunia, dengan cara mudah dan sederhana. Penemuan tersebut memungkinkan produksi graphene dengan murah untuk berbagai industri teknologi di masa depan.

Graphene merupakan sejenis serat karbon yang hanya disusun dari satu lapis atom karbon. Meski demikian, kekuatannya 100 kali lipat daripada baja. Graphene biasanya diisolasi dari grafit, yang digunakan dalam batang pensil. Namun, selama ini untuk melakukannya membutuhkan teknik yang rumit dan kompleks. Nah, kedua ilmuwan berhasil mengatasi masalah tersebut karena dapat mengisolasi graphene menggunakan selotip (Scotch tape).

Menurut komite Nobel Fisika dari Royal Swedish Academy of Science, penelitian graphene tersebut membuka potensi pengembangan satelit, pesawat, dan mobil masa depan dengan material yang sangat kuat tetapi ringan. Selain itu, wujud material yang transparan juga berpotensi untuk digunakan sebagai layar sentuh, sel surya, dan komponen komputer yang lebih efisien.

"Ini punya potensi mengubah hidup Anda seperti halnya yang terjadi dengan plastik. Ini sungguh mengejutkan," ujar Geim, Selasa (5/10/2010). Graphene yang punya potensi sangat besar ternyata mudah dibuat dan mungkin dipakai secara massal di masa depan. Nobel Fisika semakin meyakinkan ilmuwan dan pelaku industri di seluruh dunia bahwa masa depan graphene sangat cerah. Selain graphene, kedua peneliti juga punya portofolio memelopori pengembangan material adhesif yang meniru kaki tokek untuk menempel kuat di berbagai jenis permukaan.

Meski sama-sama kelahiran Rusia, Geim (51) kini berkewarganegaraan Belanda dan mendapat gelar profesor dari Universitas Manchester, Inggris. Sementara itu, Novoselov (36) berkewarganegaraan ganda, Inggris dan Rusia. Keduanya mulai berkolaborasi saat di Belanda sebelum pindah ke Inggris dan sukses mengisolasi graphene pada tahun 2004. Buat Novoselov, penghargaan Nobel Fisika tergolong mengejutkan karena usianya masih sangat muda bahkan tercatat sebagai penerima Nobel termuda sejak tahun 1973.

Atas keberhasilannya mendapat penghargaan Nobel Fisika, kedua ilmuwan berhak menerima hadiah sebesar 10 juta Kronor atau sekitar Rp 14 miliar. Hadiah tersebut akan diberikan pada 10 Desember 2010 saat peringatan kematian Alfred Nobel yang menggagas dan mendanai penghargaan paling bergengsi di bidang sains ini.

Andre Geim dan Konstantin Novoselov Raih Nobel Fisika

Seperti yang ane duga Den, Nobel Fisika tahun ini adalah untuk karbon.

Royal Swedish Academy of Sciences beberapa saat yang lalu menganugerahkan Nobel Fisika tahun 2010 untuk kedua ilmuwan berdarah Rusia dari Universitas Manchester, UK: Andre Geim dan Konstantin Novoselov untuk penemuan grafen.

Grafen adalah suatu molekul raksasa yang melulu terdiri dari unsur karbon yang membentuk lembaran maha tipis setebal satu atom! Grafen pertama kali dibuat oleh Geim dengan menariknya selembar demi selembar dengan merekatkan selotip pada grafit yang kita kenal sebagai pengisi pensil. Baik grafen, grafit juga intan merupakan alotrop karbon. Alotrop artinya zat yang melulu disusun dari atom unsur yang sama. (Oksigen (O2) dan ozon (O3) adalah alotrop)

Grafen karena hanya berupa lembaran tipis atom-atom karbon tapi terikat sangat kuat, menjadikannya zat yang ringan tapi 100 kali lebih kuat dari baja. Sifat-sifatnya yang luar biasa seperti konduktor listrik yang bagus, tembus cahaya, dll membuatnya bisa dipakai dalam banyak aplikasi kelak. Mulai dari transistor dan sirkuit komputer berbahan grafen, ultrakapasitor, antibakteri, touchscreen yang bisa dilipat, perkakas medis dan banyak teknologi nano lainnya.

Hal yang unik mengenai Andre Geim, adalah bahwa dia pernah dianugerahi IgNobel Prize bidang Fisika pada tahun 2000 karena berhasil membuat seekor kodok melayang dengan pengaruh magnetisme. IgNobel Prize adalah parodi hadiah Nobel, diselenggarakan tiap awal Bulan Oktober setiap tahunnya untuk menghargai penemuan pertama yang bisa membuat ” masyarakat tertawa dan berpikir”. Hehe siapa sangka dia akan menerima hadiah Nobel yang sesungguhnya?