Tampilkan postingan dengan label fisika. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label fisika. Tampilkan semua postingan
Selasa, 03 Juli 2012
Peneliti Eropa Akhirnya Temukan Partikel Higgs Bosson
Dunia fisika dikejutkan dengan penemuan partikel Higgs Bosson yang merupakan partikel sub atom baru, yang menjadi dasar dari pembuatan alam semesta. Selama ini keberadaan partikel ini hanya ada dalam model teori standar.
Seperti dilaporkan Reuters, Rabu (4/7/2012), setelah 40 tahun, imuwan European Organization for Nuclear Research (CERN), berhasil menemukan temuan yang disebut 'Partikel Tuhan'.
Temuan ini merupakan hal yang penting dalam meneniliti alam semesta. Dalam 'Partikel Tuhan', atom juga memiliki massa jenis.
Temuan ini memberikan pemahaman baru tentang atom, yang juga akan memberikan standar baru di dunia fisika, untuk menuntun pembentukan teknologi baru berdasarkan partikel ini.
"Hasil ini menandai terobosan signifikan dalam pemahaman kita tentang hukum-hukum dasar yang mengatur alam semesta," ujar John Womersley, Kepala Badan Penelitian Publik Inggris.
Temuan 'Partikel Tuhan' berdasarkan teori tentang alam semesta, yang diungkapkan ahli Fisika asal Inggris Peter Higgs, pada 1960.
Teori Higgs menjelaskan bagaimana partikel membentuk kelompok bersama untuk membentuk bintang, planet, dan kehidupan. Meski senang dengan penemuan ini, peneliti tetap belum merasa puas, karena masih banyak rahasia alam lain yang belum terungkap.
"Kami masih banyak tidak tahu tentang partikel. Ini hanya awal dari sebuah perjalanan. Kami telah menutup satu bab dan membuka yang lain," tutur Peter Knight dari Institut Fisika Inggris.
Sebelumnya, CERN meneliti bagaimana alam semesta terbentuk, menggunakan mesin Large Hadron Collider (LHC), akselerator raksasa untuk membuat lubang hitam kecil dan jenis baru partikel.
Tujuan utama eksperimen untuk mengetahui bagaimana alam semesta terbentuk, setelah 'Big Bang' terjadi pada 13,7 miliar tahun lampau.
Salah seorang fisikawan Indonesia, Suharyo Sumowidagdo, terlibat dalam penemuan partikel ini mengatakan "Tanpa partikel ini tak ada akan ada berat, maka tak ada alam semesta. Tak akan ada apa-apa,"
Partikel Tuhan adalah partikel terakhir dalam teori model standar. Ilmuwan mulai mencarinya sejak tahun 1964. Dalam model ini, alam semesta tercipta dari 12 partikel dasar dan enam pembawa gaya. Sebelumnya, baru lima partikel pembawa gaya yang ditemukan.
"Selama ini kita melihat benda-benda yang punya berat, ada gravitasi yang membuat bumi berputar. Artinya, harus ada sesuatu yang menghasilkan massa untuk partikel-partikel itu," kata pria kelahiran Tabanan, Bali ini. Sebuah partikel Higss bisa mempengaruhi massa jutaan partikel lain. Selama ini dia selalu ada di seluruh alam semesta, tapi baru ditemukan.
Haryo adalah satu dari dua fisikawan Indonesia yang terlibat dalam penelitian ini. Fisikawan lain, Rahmat Rahmat, bekerja dari laboratorium Fermilab di Amerika Serikat. Adapun Haryo bekerja di laboratorium CERN di Jenewa, Swiss.
Menemukan partikel ini bukan hal yang mudah. Ribuan peneliti yang ada dalam dua kelompok, ATLAS dan CMS, bekerja bersama untuk menemukan partikel tersembunyi ini. "Ini bukan hasil kerja segelintir orang tapi kolaborasi banyak lembaga dari puluhan negara," kata dia.
Haryo terlibat dalam penelitian CMS di Jenewa, Swiss, untuk menemukan Higgs boson. "Saya bertanggungjawab untuk memastikan komponen detektor beroperasi. Komponen detektor itu harus terus dipelihara, untuk bisa mendeteksi partikel," kata doktor berusia 36 tahun ini.
Lulus sarjana dan master di Universitas Indonesia, Haryo kemudian mendapatkan beasiswa untuk program doktoral di Florida State University tahun 2001. Di situlah dia mulai terlibat dalam pencarian Higgs Boson, berkolaborasi dengan Fermilab. Pada Januari 2009, Haryo menjadi bagian dari tim CERN di Swiss.
Haryo juga berperan dalam pengambilan data dari percobaan yang sudah berlangsung selama bertahun-tahun ini. Dia juga disibukkan dengan kolaborasi dengan peneliti-peneliti lain serta diskusi dengan peneliti yang lain. Dia juga terlibat dalam beberapa percobaan lain mengenai fisika partikel.
Pencarian Higgs boson dilakukan dengan mesin Large Hadron Collider yang beroperasi selama 24 jam, tujuh hari seminggu. Haryo sendiri bekerja tak kalah keras, biasanya dimulai pukul delapan pagi hingga sebelas malam.
"Ilmuwan itu dinilai dari produktivitasnya, seperti pengusaha. Kalau tak kerja sebanyak-banyaknya, sulit untuk menang dari peneliti lain," kata Haryo yang gemar memotret saat senggang. Selain meneliti, Haryo juga menguasai ilmu teknik. Pasalnya, alat penelitian ilmuwan partikel tak bisa dibeli di supermarket terdekat. Mereka harus bisa membuat alatnya sendiri, atau setidaknya tahu cara memelihara dan merawatnya.
Lalu apa sebenarnya guna penemuan partikel Higgs boson untuk umat manusia? "Ini penemuan yang ada di luar imajinasi kita. Pengetahuan baru yang ilmuwan pun belum tahu apa kegunaan praktisnya," kata pemegang gelar doktor dari Florida State University ini. Kegunaan praktis itu mungkin belum akan diketahui dalam puluhan bahkan ratusan tahun ke depan.
Haryo mencontohkan, penemuan ini seperti teori relativitas Einstein yang ketika diumumkan tujuh puluh tahun lalu belum bisa dipahami. Kini, GPS bekerja berdasarkan teori itu. Tanpa teori Einstein, GPS tak akan bisa menunjukkan lokasi dengan tepat dan akan meleset 50 hingga 100 meter.
Bagi ilmuwan, mendapat pengetahuan baru tentang dunia dimana kita hidup, akan membawa apresiasi lebih kepada hidup ini.
Penemuan Higgs boson istimewa bagi Haryo karena penemuan ini mengingatkannya pada kejadian yang menginspirasi dia menjadi seorang fisikawan partikel. 18 tahun lalu, seorang fisikawan Indonesia bernama Stephan van den Brick ikut membuktikan adanya partikel quark top, salah satu partikel yang juga mendukung model standar.
Partikel Higgs boson, keping terakhir model standar, kunci dari rahasia besar alam semesta. Namun kerja belum selesai. Penemuan ini baru awal pekerjaan panjang para ilmuwan.
Senin, 02 Juli 2012
Pengertian Jam Atom dan Cara Kerjanya
Jam atom adalah sebuah jenis jam yang menggunakan standar frekuensi resonansi atom sebagai penghitungnya. Jam atom awal adalah maser dengan peralatan lainnya. Standar frekuensi atom terbaik sekarang ini berdasarkan fisika yang lebih maju melibatkan atom dingin dan air mancur atomik.
National Institute of Standards and Technology - NIST (Lembaga Nasional Standar dan Teknologi Amerika Serikat) mempertahankan keakuratan 10 pangkat -9 detik per hari, dan ketepatan yang sama dengan frekuensi radio pemancar yang memompa maser. Jam ini mempertahankan skala waktu yang stabil dan berkelanjutan, yaitu Waktu Atom Internasional (International Atomic Time) (TAI). Untuk penggunaan masyarakat, skala waktu lainnya digunakan, Coordinated Universal Time (UTC). UTC diturunkan dari TAI, tetapi disinkronisasi dengan lewatnya hari dan malam berdasarkan pengamatan astronomikal.
Jam atom pertama dibuat pada 1949 di National Bureau of Standards A.S. Jam atom pertama yang akurat, berdasarkan transisi dari atom caesium-133, dibuat oleh Louis Essen pada 1955 di National Physical Laboratory di Britania. Hal ini menyebabkan persetujuan internasional yang menjelaskan detik sebagai dasar dari waktu atomik.
![]() |
| Jam atom skala-chip |
Jam radio modern menggunakan jam atom sebagai referensi, dan menyediakan sebuah cara mendapatkan waktu yang disediakan oleh jam atom berkualitas tinggi di wilayah yang luas dengan menggunakan perlatan yang tidak mahal.
Cara kerja
Maser untuk referensi frekuensi menggunakan ruangan (atau chamber) berbinar berisi gas terionisasi, pada umumnya caesium, karena caesium adalah elemen yang digunakan di dalam definisi resmi detik internasional.
Sejak tahun 1967, Sistem Satuan Internasional (SI) telah mendefinisikan detik sebagai 9.192.631.770 getaran dari radiasi yang berhubungan dengan transisi antara dua tingkat energi dari ground state atom Caesium-133. Definisi ini membuat osilator caesium (yang sering disebut jam atom) sebagai standard utama untuk waktu dan pengukuran frekuensi (lihat standard caesium). Kuantitas lain, seperti volt dan meter, berpegang pada definisi detik sebagai bagian dari definisinya.
Isi dari jam atom adalah sebuah microwave cavity (lubang resonansi) yang berisi gas terionisasi, sebuah oscillator microwave tertala (tunable), dan sebuah feedback loop yang digunakan untuk menyetel oscillator ke frekuensi yang paling tepat dari karakteristik absorpsi (penyerapan) yang ditentukan oleh perilaku masing-masing atom.
Sebuah pemancar microwave mengisi ruangan dengan gelombang radio berdiri (standing wave). Saat frekuensi radio bertepatan dengan frekuensi transisi hyperfine dari caesium, atom caesium tersebut menyerap gelombang radio dan selanjutnya memancarkan cahaya. Gelombang radio membuat elektron menjauh dari nukleus. Saat elektron kembali ke dekat nukleus, karena gaya tarik muatan yang berbeda, elektron tersebut bergetar sebelum berdiam diri di tempat yang baru. Perpindahan ini menyebabkan pancaran cahaya, yang sebenarnya adalah getaran listrik dan magnetisme.
Sebuah fotosel menerima cahaya tersebut. Saat cahaya itu meredup karena frekuensi rangsangan telah bergeser dari frekuensi resonansi, peralatan elektronik di antara fotosel dan pemancar radio menyetel frekuensi pemancar radio itu.
Proses penyetelan inilah letak sebagin besar kompleksitas sistem ini berada. Penyetelan mencoba untuk menghilangkan efek samping, seperti frekuensi dari transisi elektron yang lain, distorsi dalam medan kuantum dan efek suhu dalam mekanisme tersebut. Sebagai contoh, frekuensi radio itu diubah-ubah secara sinusoida untuk membentuk modulasi sinyal di fotosel. Sinyal dari fotosel kemudian bisa didemodulasi untuk digunakan sebagai kontrol terhadap pergeseran jangka panjang di frekuensi radio. Dengan demikian, sifat-sifat ultra-akurat dari kuantum mekanika dari frekuensi transisi atom caesium bisa digunakan untuk menyetel oscillator microwave ke frekuensi yang sama (kecuali untuk kesalahan eksperimentasi yang kecil). Dalam prakteknya, mekanisme feedback dan pemantauan adalah jauh lebih kompleks dari yang dijelaskan di atas. Saat jam baru dihidupkan, jam tersebut memakan waktu yang lama sebelum bisa dipercaya.
![]() |
| Sejarah ketepatan jam atom NIST |
Sebuah penghitung menghitung jumlah gelombang yang dibuat oleh pemancar radio. Sebuah komputer membaca penghitung, dan menghitungnya untuk mengubah angka tersebut kedalam sesuatu yang kelihatannya mirip dengan jam digital atau gelombang radio yang dipancarkan. Tentu saja, yang sebenarnya menjadi jam adalah mekanisme cavity, osilator, dan feedback loop yang menjaga standar frekuensi yang mana menjadi dasar jam tersebut.
Sejumlah metode lain digunakan untuk jam atom untuk keperluan lainnya. Jam Rubidium sangat disuka karena harganya murah, dan ukurannya yang kecil (standard komersial sekecil 400 cm3), dan kestabilitasan jangka pendeknya. Jam-jam ini banyak digunakan dalam aplikasi-aplikasi komersial, portable, dan angkasa luar. Maser hidrogen (sering buatan Rusia) memiliki stabilitas jangka pendek yang tangguh dibandingkan dengan standard lain, namun memiliki kelemahan dalam akurasi jangka panjang.
Sering, satu standar digunakan untuk memperbaiki standard lainnya. Sebagai contoh, sebuah aplikasi komersial menggunakan standar Rubidium yang dipautkan ke sebuah penerima GPS. Sistem ini memiliki ketangguhan akurasi jangka pendek, dengan akurasi jangka panjang setara ke standard nasional waktu Amerika Serikat.
Umur standar adalah sebuah masalah penting. Standard modern Rubidium bisa bertahan lebih dari sepuluh tahun, dan menghabiskan ongkos sekecil US $50. Tabung referensi Caesium sangat cocok untuk standar nasional, saat ini awet sampai tujuh tahun, dan menghabiskan ongkos seharga US $35.000. Standard Hidrogen bisa awet sepanjang umur.
Jet Propulsion Laboratory (JPL) di NASA mengembangkan teknologi jam atom terbaru disebut Deep Space Atomic Clock (DSAC) dengan 10 kali lebih akurat dibanding jam atom saat ini. Teknologi jam atom DSAC berbasis ion merkuri dikembangkan sebagai pengukur waktu untuk misi-misi ruang angkasa NASA masa depan.
Source: id.wikipedia.org
Langganan:
Postingan (Atom)



