Stefan Hell and microscope revolution

Stefan W. Hell is a Romanian-born German physicist who won a Nobel Prize in Chemistry in 2014 for his contribution to the development of microscope with super-resolution. His work, with two other scientists, Eric Betzig and William Moerner, helped scientists around the world to see tiny structure with much more detail than before. For more than a century the ability of a light microscope to discriminate two or more objects was limited to several hundreds of nanometer. Meaning that no mater how hard you try you will never be able to see a very small object with size of less than several hundreds of nanometer using your regular light microscope. The limitation was known for more than a century as Abbe’s diffraction limit. Ernst Abbe the German physicist formulated this law in 1873. This law was absolutely a limit to our understanding of many processes happened in very tiny object like biological cell.

Ernst-Abbe-Denkmal_Jena_Fürstengraben_-_20140802_125709
Abbe’s diffraction law is sculptured on Ernst Abbe memorial at Friedrich Schiller Universitat Jena. (By Daniel Mietchen (Own work) [CC0], via Wikimedia Commons)
Continue reading “Stefan Hell and microscope revolution”

Kisah di balik pengamatan gelombang gravitasional: ringkasan buku

51ff656gJ+LPada tanggal 3 Oktober 2017 Rainer Weiss, Kip Thorne, dan Barry Barish diumumkan sebagai pemenang hadial Nobel di bidang fisika atas kontribusi mereka dalam pengembangan LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) dan pengamatan gelombang gravitasional. Rainer Weiss dianugerahi setengah dari hadiah Nobel sedangkan Kip Thorne dan Barry Barish sama-sama berbagi setengah hadiah nobel sisanya. Dua tahun sebelumnya, tepatnya pada tanggal 14 September 2015, 100 tahun setelah fisikawan Albert Einstein memublikasikan makalahnya tentang teori relativitas umum, dua obervatorium LIGO di Amerika Serikat berhasil menangkap sinyal gelombang gravitasional dari dua lubang hitang yang bertumbukan. Hadiah Nobel fisika 2017 merupakan buah dari perjuangan ilmuwan-ilmuwan di balik pengembangan LIGO yang sudah berlangsung selama kurang lebih 50 tahun yang lalu.

Continue reading “Kisah di balik pengamatan gelombang gravitasional: ringkasan buku”

Momentum sudut kuantum

Spun
“Spun”, oleh: Randen Pederson

Setiap benda yang berotasi memiliki sebuah kuantitas yang dinamakan memomentum sudut. Momentum sudut menentukan seberapa cepat perputaran sebuah benda  pada satu poros. Momentum sudut adalah besaran vektor yang mengarah sepanjang poros perputaran benda. Kita bisa gunakan tangan kanan kita untuk menentukan vektor momentum sudut. Empat jari yang membentuk tabung adalah arah rotasi, sedang ibu jari kita yang menunjuk ke arah luar tutup tabung adalah vektor momentum sudut. Continue reading “Momentum sudut kuantum”

Batas realitas kuantum dan realitas klasik

zurekcartoon
Pos perbatasan wilayah kuantum dan wilayah klasik yang dijaga Bohr [1]
Saya suka sekali dengan kartun dalam artikel yang ditulis Wojciech Zurek, penggagas konsep dekoherensi kuantum, tentang transisi dari kuantum ke klasik di atas. Ilustrasi di atas menggambarkan dua wilayah yang berbeda tempat realistas berperilaku sangat kontras, wilayah kuantum yang probabilistik tempat kucing Schroedinger hidup dan mati di waktu yang bersamaan (superposisi) dan wilayah klasik yang deterministik yang dapat diamati serta diprediksi dengan hukum Newton. Continue reading “Batas realitas kuantum dan realitas klasik”

Kerja keras, LED biru, dan hadiah nobel fisika

Isamu Akasaki, Hiroshi Amano dan Shuji Nakamura
Isamu Akasaki, Hiroshi Amano dan Shuji Nakamura

7 Oktober 2014 adalah hari yang tak akan pernah dilupakan oleh tiga fisikawan Jepang Isamu Akasaki, Hiroshi Amano dan Shuji Nakamura. Pada hari itu Profesor Staffan Normark, sekretaris permanen Akademi Sains Kerajaan Swedia, secara resmi mengumumkan mereka sebagai pemenang hadiah Nobel bidang Fisika tahun 2014 atas penemuan mereka terhadap dioda pemancar-cahaya (LED) biru yang memungkinkan dibuatnya sumber cahaya putih yang terang dan hemat energi.

Continue reading “Kerja keras, LED biru, dan hadiah nobel fisika”

Schrödinger, Einstein, dan kucing dalam kotak

Erwin Schroedinger. sumber: wikimedia commons
Erwin Schrödinger.
sumber: wikimedia commons

Schödinger, lengkapnya Erwin Schrödinger adalah nama seorang fisikawan asal Austria yang merupakan salah satu pionir dalam pengembangan fisika kuantum. Ia terkenal dengan mekanika gelombang yang ia definisikan ke dalam persamaan Schrödinger yang terkenal. Lalu, apa hubungannya dengan kucing? Kenapa dengan kucingnya? Sebenarnya ini bukan tentang kucing Schrödinger yang sebenarnya, walaupun kabarnya Schrödinger memang memelihara kucing bernama Milton. Tapi ini bukan tentang kucingnya, tapi tentang eksperimen dalam pikirannya yang melibatkan kucing yang juga ada dalam pikirannya. Eksperimen pikiran, ya fisikawan-fisikawan pada awal-awal perkembangan fisika kuantum gemar sekali melakukan eksperimen pikiran. Istilah dalam bahasa Jemannya adalah “gendanken experiment“.

Continue reading “Schrödinger, Einstein, dan kucing dalam kotak”

Pentingnya eror dalam pengukuran ilmiah

Bagi kita yang berkutat dengan sains dan ilmu keteknikan, pengukuran merupakan hal yang sangat penting dan tak terpisahkan terutama dalam eksperimen-eksperimen sains dan ilmu keteknikan. Melakukan pengukuran merupakan satu-satunya cara yang dapat kita lakukan untuk “bertanya” kepada alam dunia fisik tentang sifat, perilaku, keadaan, dan eksistensi materi. “jawaban” alam atas “pertanyaan” ini dapat digunakan untuk memahami karakteristik, melakukan pengendalian, serta pengembangan terhadap materi fisik. Selain itu, pengukuran juga sangat krusial dalam pembuktian kebenaran suatu teori ilmiah sehingga dapat diterima sebagai kebenaran ilmiah atau ilmu pengetahuan.

Vernier scale on vernier caliper (by Tudor Barker https://www.flickr.com/photos/tudedude/5644258671/)
Vernier scale on vernier caliper (by Tudor Barker https://www.flickr.com/photos/tudedude/5644258671/)

Continue reading “Pentingnya eror dalam pengukuran ilmiah”

States of Matter: Amorphous Solids

A woth-to-read article about amorphous solids.

For Science!

At some point during your science studies, you would have been introduced to the idea of The Three States of Matter: solid, liquid, and gas. As you may have realised when thinking about, for example, the melting of glass, or contemplating the nature of a flame, this three state model doesn’t tell the whole story. Solid, liquid, and gas are more like three categories into which more specific states of matter fit. This series explores some of these states which perhaps don’t seem to fit neatly into the three states model as you may have learned it.

There is a pervasive, persistent, and entirely incorrect idea that glass is an extremely high viscosity liquid. The reason this comes about makes a certain amount of sense: glass has the same chemical composition as crystalline quartz, but has a liquid-like lack of long-range order.

The associated claim that glass does flow over…

View original post 830 more words

Clathrate, marakas yang berderak menghambur aliran panas

Image
Alat musik marakas

Penggemar musik mungkin mengenal alat musik bernama marakas, alat musik yang berbentuk seperti telur dan berisi batu kerikil atau biji-bijian. Marakas mengeluarkan suara berdesis atau berdetak seperti ekor ular rattle, yang sedang memperingatkan pengganggunya, jika digetarkan. Saya tidak akan membahas tentang alat musik marakas, tapi tentang suatu kelas material yang memiliki struktur dan perilaku analog dengan marakas, clathrate. Clathrate adalah kelas material yang memiliki struktur tak biasa berbentuk seperti sangkar yang memungkinkan tersedianya ruang kosong untuk dapat diisi oleh sebuah atom atau molekul. Jenis material ini dianggap memiliki potensi dalam aplikasi teknologi termoelektrik dikarenakan konduktivitas panasnya yang cukup rendah. Melalui penelitian panjang dan melelahkan, peneliti percaya bahwa getaran atom di dalam sangkar bertanggung jawab terhadap rendahnya konduktivitas panas pada clathrate. Dalam termoelektrik material konduktivitas termal yang sangat rendah diperlukan untuk menjaga agar kedua ujung material tetap dalam temperatur yang berbeda. Continue reading “Clathrate, marakas yang berderak menghambur aliran panas”

Termoelektrisitas; fenomena dan perkembangannya

Dua buah logam tak sejenis, material A dan material B, yang terhubung satu sama lain di kedua ujungnya. Jika sambungan yang satu bertemperatur tinggi Th dan sambungan lain ber temperatur rendah Tc maka akan ada arus listrik yang mengalir dan dapat teramati apabila pengukuran dilakukan pada titik X dan Y.
Dua buah logam tak sejenis, material A dan material B, yang terhubung satu sama lain di kedua ujungnya. Jika sambungan yang satu bertemperatur tinggi Th dan sambungan lain ber temperatur rendah Tc maka akan ada arus listrik yang mengalir dan akan dapat teramati apabila pengukuran dilakukan pada titik X dan Y.

Berawal dari percobaan sederhana yang dilakukan oleh seorang fisikawan asal Jerman bernama Thomas Johann Seebeck sekitar hampir dua abad yang lalu dengan dua logam tak sejenis yang terhubung satu sama lain di kedua ujungnya, Seebeck untuk pertama kalinya mengamati suatu fenomena yang baru dua tahun setelahnya dikenal dengan sebutan termoelektrisitas. Termoelektrisitas mudahnya adalah suatu fenomena fisis yang memungkinkan konversi secara langsung energi panas menjadi energi listrik. Hari-hari ini, tak banyak yang orang yang mengetahui apa itu termoelektrisitas, lebih-lebih mengetahui fakta bahwa termoelektrisitas adalah salah satu solusi bagi permasalahan energi dan lingkungan. Di tengah menurunnya ketersediaan energi fosil, mesin-mesin konversi energi di industri dan kendaraan bermotor menghamburkan begitu banyak energi panas yang tak terpakai secara efisien. Generator termoelektrik mampu menyelamatkan energi yang terbuang ini dengan cara mengubahnya menjadi energi listrik yang bermanfaat, meningkatkan keberlanjutan energi listrik dimana manusia sangat bergantung padanya terlebih pada era moderen seperti saat ini [1]. Continue reading “Termoelektrisitas; fenomena dan perkembangannya”