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”

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”

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”

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”

Science, physics and education

The application of science in modern world has produced many proven technology that can make human life easier, more comfortable, healthier, and safer. Science is a great gift for human being of all over time. With science, human managed to solve problems experienced in his/her life so as it able to improve the quality of his/her life. Beside, science is also one way to achieve objective truth. Physics is a science that deals with the interaction between physical phenomena and human as observer. It is a tool to explain the nature of physical world of the universe. Physics is very interesting because it can explain complex phenomena from microscopic world to the macroscopic world in simple, elegant and beautiful mathematical language.

Driven by curiosity, mankind is always zeal to know what really happened in physical world. Curiosity rises from the interaction between human sensory and environment or physical world where human are. Physics is always initiated by such interaction. From the interactions, various kind of information about physical units can be obtained. The interaction is not always a direct interaction between human sensory and physical phenomena, scientist often use instruments to help them to get information about the physical world which beyond the range of human sensory. Astrophysicist uses the telescope to obtain information about macroscopic world such as stars, planets, nebulas, etc. Solid State physicist uses electron microscope to obtain information and explore the microscopic world such as atom and electrons. From such interaction, physicist derives theories which provide systematic explanation of the interaction between physical phenomena. Theory brings physicist to develop some methods and certain process in order to confirm the truth behind phenomena that occurs. The confirmation of the truth between theory and experiments yields what we called knowledge. Continue reading “Science, physics and education”