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”

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”

Paradigma pemikiran manusia dalam memperoleh dan memanfaatkan pengetahuan

The Thinker (image credit: wikimedia commons)
The Thinker (image credit: wikimedia commons)

Pada dasarnya manusia adalah makhluk yang berpikir, setiap saat sejak dilahirkan sampai hembusan nafas terakhir manusia senantiasa berpikir. Berpikir merupakan sebuah proses yang menghasilkan pengetahuan, melalui serangkaian proses berpikir pada akhirnya akan sampai pada kesimpulan berupa pengetahuan. Dengan pengetahuan manusia dapat memecahkan permasalahan-permasalahan yang dihadapi dan dialaminya selama hidup sehingga mampu meningkatakan kualitas hidupnya. Dan melalui pengetahuan inilah muncul apa yang dinamakan peradaban manusia. Pada dasarnya, dalam memperoleh pengetahuan, manusia mendasarkan diri pada tiga pokok pertanyaan, yaitu: Apakah yang ingin kita ketahui? Bagaiman cara kita memperoleh pengetahuan? Dan apakah nilai pengetahuan tersebut bagi kita? Ketiga pertanyaan ini mewujud dalam tiga paradigma pemikiran, yaitu: Continue reading “Paradigma pemikiran manusia dalam memperoleh dan memanfaatkan pengetahuan”

Superconductivity

In the year of 1890 Heike Kemmerlingh Onnes in Leiden pioneered low temperature physics with his invention on the technique to liquefy Hydrogen and in 1906 to liquefy Helium. Initiated by this works, in 1911 he performed a study to observe the resistance of pure metals i.e. mercury at very low temperature (cryogenic). At that time, many believed that electrons flowing through a conductor would be completely halt at absolute zero temperature, or in other words the resistivity become infinitely large. The Result of Kammerlingh Onnes study stated that at the temperature of 4.2 K, the resistance of mercury is abruptly disappeared. He realized that there was a phase transition occurred and then he referred this phenomenon as “supraconductivity”, later adopted as “superconductivity.” We can safely describe superconductivity as a phenomenon where resistivity of several metals or alloys is disappeared at certain Temperature.

Fig. 0.1: Critical temperature of superconductor compared to normal metal

Numerous effort has been done to explain the phenomenon of superconductivity after its first discovery in 1911. From phenomenological macroscopic explanation to the microscopic explanation of BCS theory. Superconductor has several unique properties, that is; Magnetic field effect, Meissner effect, isotope effect. The Magnetic field effect can be described as disappearance of superconductivity under influence of magnetic field, there is critical value of magnetic field Hc in which above certain value superconductivity disappear. Superconductivity can be classified into two types based on its critical magnetic field; type I where there is only one critical field and type II where there are two critical field, the upper critical field Hc2 which separates normal phase from superconducting phase and the lower critical field Hc1 which separates superconducting mixed phase from the meissner phase, which is the same as the superconducting phase of type I. Continue reading “Superconductivity”