Ditemukan, Mumi Penguasa Mesir Purba

Mideast Egypt Mummy DiscoveryHanya diterangi oleh obor dan cahaya kamera, pekerja Mesir menemukan sakrofagus berusia 2600 tahun, Mumi ini terbungkus kanvas, merupakan bagian dari penggalian arkeologi di kedalaman 36 kaki di bawah situs purba, Saqqara,

Zahi Hawass, pimpinan tim arkeolog menyebut situs itu sebagai ruang penyimpanan mumi, sebab terdiri dari 8 sakrofagus dan 12 mumi. “Momen saat melihat temuan kita pertamakali adalah puncak kesenangan dari dunia arkeologi,” komentar Hawass. Temuan tersebut diprediksikan berasal dari tahun 640 sebelum masehi, atau zaman pemerintahan dinasti ke-26, kerajaan terakhir Mesir yang merdeka sebelum dijajah bangsa asing.
Menurut Hawass temuan ini sangat penting, sebab banyak situs purbakala lain di Saqqaea, sekitar 12 mil selatan Kairo, yang belum digali. Mumi tersebut diduga adalah makam para penguasa Memphis purba, ibukota kerajaan tua Mesir.

Di antara mumi itu terdapat juga mumi anjing peliharaan dan beberapa anak-anak. Kemungkinan besar mereka adalah sebuah keluarga besar yang kaya. “Hanya orang kaya saja yang memiliki sakrofagus yang terbuat dari Thebes,” jelas Hawass. Thebes adalah kota purba di sebelah barat Nil.

Diterjemahkan secara bebas dari Associated Press.
Foto: Associated Press.

Apakah Fotokatalisis?

Pengenalan Fotokatalisis Fotokatalisis adalah proses terjadinya reaksi suatu materi terhadap lainnya yang diperantarai oleh energi dari penyinaran ultra violet. Mengambil manfaat dari reaksi yang terjadi itu, titanium dioksida yang dilibatkan dalam sistem fotokatalisis Vol.1 memunculkan enzim aktif guna memecahkan atau menghantam bakteri, bau atau pun menjauhkan terhadap kemungkinan terjadinya noda akibat oksidasi yang terbentuk secara alamiah. Apabila kita melihat dinding muka gedung (biasa sebagai tempat nama perusahaan) di gambar ini, kelihatan pada gambar kiri dinding yang tidak dilapisi, tampak buram tidak cerah sama sekali. Namun apabila melihat sebelah kanan, dinding yang telah dilapisi TiO2, memang beda dan lebih cerah kelihatan seperti baru. Dengan adanya lapisan TiO2, debu atau kotoran yang melekat pada dinding dengan mudah akan terbuang apabila dinding terbilas air hujan. Dengan demikian dinding sebenarnya tak perlu perawatan khusus tetapi dinding tetap terlihat baik dan bersih. Melihat saja mungkin masih belum membuat kita percaya. Hasil uji laboratori memperlihatkan dan menghasilkan gambar grafik seperti di samping ini. Dari hasil uji coba fotokatalisis yang menggunakan TiO2, khususnya terhadap faktor bau tidak enak, ternyata memberikan grafik hasil bahwa sistem fotokatalisis Vo.1 ini memang secara cepat mengeliminir (menghapuskan) bau tidak enak. Dalam waktu 2 jam, misalnya, bau tidak enak dengan kepekatan 40 PPM (Parts Per Million), langsung drop menjadi 15 PPM. Lalu setelah 24 jam atau setelah satu hari, bau tersebut langsung jauh ke angka 5 PPM yang berarti bau tidak enak nyaris hilang setelah 24 jam dilakukan fotokatalisis. Kemudian juga dilakukan uji coba terhadap bakteri MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus) dan baktero colon bacillus. Lihat gambar grafik berikut. Untuk bakteri MRSA dalam 24 jam berkat fotokatalisis, bahan atau benda atau barang yang yang dilapisi itu, 99,4% dapat disterilisasi. Sedangkan uji coba terhadap bakteri colon bacillus, dalam 24% setelah dilakukan fotokatalisis, ternyata bahan atau benda atau barang yang dilapisi TiO2 tersebut 98,9% dapat disterilisasi. Itulah sebabnya penggunaan sistem fotokatalisis dengan pelapisan TiO2 ini ternyata juga dapat dipakai untuk memproteksi berbagai bahan produksi pabrik, gerai (curtain) dan bisa digunakna untuk melapisi topeng (mask) khususnya pada saat terjadi epidemik SARS di masa lalu sangatlah membantu. Selain itu proses dan pelapisan TiO2 juga dapat dilakukan pada air untuk pemurnian air menggunakan kapsul TiO2 sebesar 19 mm (Diameter) x 60 mm (panjang). Dengan memasukan kapsul itu ke air, bakteri dan segala jenis jamur akan mati dalam waktu 10 menit dan air menjadi murni serta dapat bertahan untuk waktu sekitar 7 tahun. Selain itu dapat pula digunakan untuk pelapisan pasir di tempat-tempat bermain anak-anak. Lokasi pasir tersebut disemprotkan TiO2 sehingga bebas bakteri dan jamur, sehingga menjadi teman bermain yang aman dan sehat bagi anak-anak, meski di pasir sekalipun.

Beranda > Artikel > Revolusi Digital 7: Komputer Personal dari IBM Revolusi Digital 7: Komputer Personal dari IBM

Senin, 9 Februari, 2009 oleh Andrianto Soekarnen

Sukses komputer kecil Apple memacu perusahaan lain untuk membuat peralatan serupa. Meski begitu, IBM, si raja mainframe (komputer besar), sama sekali belum bergeming. Alasannya sepele, divisi pemasaran–kekuatan utama mereka–kurang dapat menyetujui perubahan tersebut. Bagi para wiraniaga, menjual komputer kecil seharga seribu dollar mendatangkan komisi yang terlalu kecil. Mereka terbiasa mendapat persenan dari berdagang perlengkapan berbandrol $20.000.

Tetapi, ketika Apple II mulai mengerogoti pasar komputer besar, mau tidak mau IBM harus berpaling pada komputer meja. Untungnya, IBM mempunyai seorang insinyur yang mempunyai minat besar pada produk tersebut, yakni Lew Eggebrecht.

Sebenarnya, sudah berkali-kali Eggebrecht (melalui atasannya) mengusulkan pembuatan komputer kecil. Tapi, para pembesar IBM yang konservatif belum melihat perubahan yang ada di depan mata.

Tak Berfungsi

Meski akhirnya muncul perintah “OK!”, upaya IBM membuat komputer kecil tak berjalan mulus. Selain membuat perangkat keras komputer, IBM harus bisa menyediakan perangkat lunak. Komputer untuk keperluan umum tak bisa berfungsi tanpa software. Masalahnya, para programer perusahaan tak mampu membuat sistem operasi yang akan dijalankan pada komputer IBM. Sistem operasi sangat vital karena program itulah yang pertama kali “jalan” ketika komputer dihidupkan. Tanpa sistem operasi, komputer hang (tak berfungsi).

Untungnya Eggebrecht cukup cerdik. Ia mengabaikan divisi perangkat lunak perusahaannya dan berpaling kepada Microsoft. Perusahaan Bill Gates itulah yang selama ini menjadi penyuplai perangkat lunak bagi Apple. Setelah berhasil mendapatkan Dirty Operating Systems (DOS) dari Microsoft serta berbagai perangkat lunak lain, IBM meluncurkan IBM Personal Computer (IBM PC). Mengingat para wiraniaga enggan berjualan, Eggebrecht memasarkan PC melalui jaringan swalayan, langsung ke tangan konsumen.

PC IBM segera meraup sukses besar. IBM membiarkan para programer independen membuat software yang bisa dijalankan pada PC. Dengan tawaran perangkat lunak yang melimpah, konsumen tentu memilih PC. Kekukuhan Apple untuk menjual perangkat keras dan lunak dalam satu paket, pada akhirnya membuat perusahaan Steve Jobs tetinggal.

Dengan cepat penjualan PC IBM mendapatkan momentum. Pada 1982, IBM memproduksi 13.000 PC per hari. Kawasan Boca Roca, Florida, tempat perangkat itu diproduksi segera tumbuh menjadi kawasan industri besar. Hanya dua tahun setelah PC diperkenalkan, nilai saham IBM berlipat dua. Pada 1983, perusahaan itu bernilai sekitar $74,25 miliar, setara dengan seperempat nilai pasar dari seluruh saham teknologi yang tergabung dalam Dow Jones Industrial Average.

Namun begitu, bahaya segera mengancam. Para insinyur Texas Instrument (TI) membongkar PC IBM. Mereka pun mendapati tak ada yang unik di mesin itu. Satu-satunya yang khas adalah Basic Input Output System (BIOS). Ia adalah chip permanen yang berisi “kepribadian” dari keseluruhan sistem (semacam pencatat kode genetik PC).

Kompatibel

Tanpa harus meniru disain IBM, TI mampu membuat chip yang mempunyai fungsi sama sehingga tidak melanggar hak paten. Berkat chip baru itu, pada Natal 1982, munculah komputer COMPAQ yang kompatibel terhadap PC. Semua program yang bisa dijalankan pada IBM PC bisa dijalankan pada COMPAQ. Kemunculan COMPAQ merupakan awal bencana IBM.

Sejak saat itu bermunculanlah pembuat komputer yang kompatibel dengan sistem PC. Meski menciptakan standar dunia komputer modern, IBM tak bisa mengendalikan pasar. Keadaan diperparah karena Microsoft membuka diri menyediakan software bagi mesin merek apapun.

Kemudian, komponen pembuat komputer bahkan dijual secara terpisah. Intel menjual prosesor buatan mereka secara eceran. Demikian pula dengan pembuat memori, sound card (perangkat untuk memunculkan suara), video card (untuk menampilkan video) dan sebagainya. Beberapa perusahaan lalu menjual motherboard (papan kit serta arsitektur utama komputer) juga secara mandiri. Pembeli bisa merakit sendiri komputer pribadinya (biasa diistilahkan di Indonesia sebagai komputer jangkrik) yang tentunya PC Compatible.

foto:wikimedia.org

Apple, Semangat Organisasi yang Kreatif

Selasa, 3 Februari, 2009 oleh Arli Aditya Parikesit

Di luar Linux, ada organisasi bidang teknologi informasi yang juga mengandalkan kreativitas. Berawal dari ide kreatif, lalu berakhir sebagai industri besar sampai hari ini. Semangat organisasi para pengembang serta pecinta produknya sulit ditumbangkan. Bagian terakhir dari dua tulisan.

Apple adalah suatu misteri, dan akan selalu menjadi misteri. Berkebalikan dengan Linux, yang menerapkan sistim sosialisme, Apple menerapkan, bukan kapitalisme, namun apa yang disebut sebagai ‘kultus misteri’. Beberapa saat sebelum Macworld, selalu beredar isu, bahwa apple akan meluncurkan produk ini atau itu. Ada kalanya isu itu terbukti, ada kalanya tidak. Namun, isu-isu tersebut menjadikan Apple menjadi suatu organisasi yang misterius.

Kabar sakitnya Steve Jobs akhir-akhir ini, justru memperkuat aura misteri tersebut, sebab para pengamat hanya bisa menerka-nerka apa sebenarnya penyakit Jobs dan separah apa. Jobs hanya memberikan keterangan seadanya mengenai kondisi kesehatan dia. Namun, justru hal ini yang membuat semakin banyak orang yang penasaran terhadap produk apple, dan tertarik untuk membelinya.

Selama puluhan tahun sampai sekarang, platform macintosh adalah platform dominan dalam creative industry. Seniman, DJ, Adviertiser, Creative content menjadikan macintosh sebagai platform mereka. Aplikasi-aplikasi penting di dunia creative content, seperti Adobe Photoshop, pertama kali dikembangkan untuk platform macintosh. Produk Apple MacBook air menjadi laptop favorit para DJ, sebab mudah dibawa kemana-mana, oleh para DJ yang memang mobile. Dua buah gadget buah tangan Apple, yaitu iPod dan Iphone, menjadi best seller di seluruh dunia. Bahkan pengguna sistim operasi lain pun dengan senang hati menggunakan iPod dan iPhone, disebabkan oleh fitur mereka yang memang outstanding dan mudah digunakan.

Kultus

Produk Apple selalu digemari, sebab memang terkenal handal, dan mudah digunakan. Di masa lalu, Apple selalu terkenal sebagai perusahaan yang selalu memproduksi komputer-komputer mahal. Namun sekarang tidak demikian. Harga sebuah komputer mac, sangat kompetitif jika dibandingkan dengan sebuah PC. Berbeda juga dengan masa lalu, sekarang komputer mac dapat menjalankan Windows dan Linux secara native.

Kultus misteri dalam Mac, bisa dirangkum dalam sebuah sinisme yang disebut sebagai ‘reality distortion field’ (RDF). RDF merupakan sindiran seorang praktisi TI terhadap Steve Jobs, sebab Jobs mampu mempengaruhi siapapun yang menghadiri presentasinya dengan sangat baik. Terlepas dari sinisme tersebut, alhasil gaya presentasi Jobs, yang sederhana, powerful, namun tetap artistik akhirnya banyak ditiru oleh presenter lain, dengan rekontekstualisasi masing-masing.

Di kalangan tertentu, memang mudah melihat kehadiran Apple. Di masa lalu, jika kita jalan-jalan ke mall dan nongkrong di cafe manapun di Indonesia, akan sangat jarang melihat pemakai laptop mac. Mayoritas laptop PC. Namun jaman sekarang, pemakai mac sudah semakin banyak, dan mereka tidak ragu untuk menunjukkan identitasnya, dengan mebawanya ke Cafe, misalnya. Hadirnya gadget yang harganya terjangkau namun handal, seperti iPhone dan iPod, membuat produk Apple semakin digemari.

Kredo Kesaksian dan Keselamatan: Moralitas dalam Organisasi

Kedua organisasi tersebut memiliki persamaan dalam mengembangkan dirinya, yaitu adanya semangat religius. Pertama, mengenai kredo kesaksian, kedua organisasi memiliki persamaan, yaitu para user memberikan kesaksian bahwa mereka berpindah dari sistim operasi yang lama, ke sistim operasi baru. Cenderung kesaksian yang mereka berikan bernada sama, yaitu sistim operasi yang lama itu kurang bagus, sementara yang baru jauh lebih bagus, tentu dengan alasannya masing-masing. Fenomena ini sangat mirip dengan konversi agama, dimana ada beberapa kasus agama lama dikritisi habis, sementara agama baru dipuji-puji. Kedua, dalam masing-masing organisasi diberikan panduan yang jelas, bahwa untuk menyelesaikan masalah, ada tata cara yang sebaiknya diikuti. Dalam kasus Linux, hal ini memang tidak terlalu jelas, sebab organisasi yang tersentralisasi tidak ada dalam Linux. Namun, dalam kedua organisasi tersebut sangat ditekankan, bahwa cara mereka adalah yang terbaik dalam menyelesaikan permasalahan. Jadi ada pandangan manichean, dimana mereka adalah yang terbaik, diluar mereka adalah tidak demikian. Mirip dengan konsep keselamatan dalam agama, dimana jika kita percaya terhadap dogma agama tersebut, maka kita masuk surga. Jika tidak, maka akan masuk neraka. Moralitas dalam hal ini sudah terdefinisikan dengan sangat jelas, dimana solusi yang terbaik adalah solusi mereka.

Terlepas dari kredo kesaksian dan keselamatan yang mereka gunakan itu baik secara moral atau tidak, namun hal ini sangat efektif dalam memompa semangat fanatisme dan ‘nasionalisme’ terhadap organisasi tersebut. Kedua organisasi tersebut sudah menunjukkan contoh yang sangat baik, dimana setiap anggota organisasi sangat loyal terhadapnya. Semangat religius yang dipompakan tersebut, mampu memperluas daerah pengaruh organisasi.

Sumber referensi:

http://www.macworld.com
http://www.infolinux.co.id
http://www.linuxfoundation.org
http://www.apple.com
Koentjaraningrat, ‘Antropologi’
Max Weber, ‘Protestant Ethics and the spirit of Capitalism’
Muhamad Iqbal, ‘Reconstruction of Religious thought in Islam’

foto: hongkiat.com

Gravitasi dan Mekanisme Alam

Sabtu, 7 Februari, 2009 oleh Jaki Umam

Pada masa-masa permulaan, jutaan triliun nukleoaktivitas terbentuk di sepanjang kolong langit dengan berbagai ukuran. Merekalah cikal bakal semua benda langit, mulai dari planet, satelit, sampai pada galaksi yang paling besar. Reaksi-reaksi pada selubung nukleoaktivitas menyebabkan evolusi pada wajah jagat raya. Pada awalnya, selubung itu berbentuk plasma dengan temperatur yang luar biasa panas seperti pada permukaan bintang.

Cahaya dan gelombang elektromagnetik yang terlepas dari reaksi fusi dan fisi bisa bergerak leluasa dalam media plasma, sehingga akhirnya tercerai-berai ke segala penjuru, yang salah satunya sampai ke bumi. Oleh pengamat di bumi, panjang gelombang cahaya tampak ditangkap retina mata, sehingga tampaklah benda langit itu bersinar.

Evolusi

Produksi partikel terjadi terus-menerus sehingga selubung akan semakin membesar dan terus membesar. Pada suatu jarak tertentu, hantaran panas semakin dipersulit, menyebabkan lapisan itu mendingin. Pendinginan itu membuat evolusi bentuk selubung dari plasma menjadi lebih padat. Semakin banyak produksi partikel semakin banyak pula pemadatan terjadi. Ini membuat bintang yang semula bisa dengan mudah diamati dari bumi, menjadi semakin redup, hingga akhirnya mati. Bintang yang mati itu kemudian kita kenal sebagai planet, satelit, dan asteroid.

Nukleoaktivitas terdapat pada pusat setiap partikel antariksa. Nukleoaktivitas memiliki tungku energi yang menjadikan planet-planet mandiri dalam interaksi dengan sekitarnya. Planet memiliki energi untuk mempertahankan diri terhadap tarikan gravitasi, sehingga mereka bisa bertahan terhadap matahari. Interaksi terjadi karena tarik-menarik gelombang antarnukleoaktivitas yang ekuivalen dengan potensial masing-masing. Apabila V₁ adalah potensial pada nukleoaktivitas pertama, dan V₂ adalah potensial pada nukleoaktivitas kedua, maka interaksi antara keduanya adalah perkalian antara V₁ dan V₂. Kecenderungan nukleoaktivitas menarik gelombang-gelombang yang ada di sekitarnya seperti garam yang menyerap air yang ada di sekitarnya (gerak osmosis). Simulasi sederhana gerak osmosis adalah interaksi paling sederhana, dan semua interaksi alami terbentuk dari konfigurasi interaksi-interaksi sederhana tersebut.

Sistem Pesan

Dalam mekanika kuantum, interaksi merupakan hubungan gaya-gaya yang dipancarkan dalam bentuk kuanta-kuanta secara bolak-balik. Partikel materi atau fermion memiliki suatu sistem komunikasi yang berpindah-pindah diantara partikel-partikel tersebut, yang menyebabkan mereka berkelakuan dan berubah menurut cara-cara tertentu. Komunikasi antar fermion dibawa oleh sejenis partikel yang disebut boson. Para fisikawan mendefinisikan adanya empat gaya di alam, yang saling terkait satu sama lain, tapi belum diketahui bagaimana persisnya. Mereka antara lain gaya kuat, gaya lemah, elektromagnetisme, dan tentunya gravitasi. Kita memiliki sistem komunikasi dalam empat layanan yang berlainan: telepon, faksimili, ponsel, dan internet. Tidak semua orang akan mengirim dan menerima pesan dan saling mempengaruhi dengan menggunakan keempat layanan tersebut sekaligus, sedangkan keempat layanan tersebut sebetulnya berasal dari sebuah sistem yang sama. Maka tidaklah salah jika membayangkan sistem pesan antarpartikel sebagai empat layanan seperti itu.

Gaya kuat bertanggung jawab atas pengikatan nukleon-nukleon menjadi inti atom, dengan boson bernama gluon. Gaya inilah yang terkuat diantara gaya-gaya yang lain dan berlaku pada jarak yang sangat dekat. Gaya lemah bertanggungjawab dalam peristiwa peluruhan radioaktif, dengan perantaranya boson W^- dan Z⁰. Elektromagnetisme bertanggungjawab dalam ikatan-ikatan kimia serta berbagai peristiwa dalam reaksi kimia, dengan boson bernama foton. Foton menghubungkan komunikasi antara proton-proton dalam inti atom dengan elektron-elektron yang mengelilinginya. Gaya ini menyebabkan elektron mengelilingi inti atom. Dalam kehidupan sehari-hari, yang jauh lebih besar daripada skala partikel subatomik, foton-foton muncul sebagai cahaya tampak. Yang terakhir adalah gravitasi, yang bertanggung jawab atas keselarasan dan keseimbangan benda-benda antariksa. Diduga ada boson bernama graviton, yang tak berbobot, yang bertanggung jawab menjadi agen gravitasi.

Kegiatan keempat gaya tersebut menimbulkan semua interaksi diantara materi dalam jagat raya ini. Tanpa keberadaan mereka, materi-materi akan berada dalam keadaan terpencil, tanpa mekanisme untuk saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Dengan kata lain, tidak ada suatu peristiwa yang dapat terjadi tanpa campur tangan mereka. Memahami mereka selengkapnya berarti memahami asas-asas yang mendasari semua yang terjadi di semesta ini. Untuk itu, fisikawan modern mengembangkan model standar. Model standar telah menggabungkan tiga dari empat gaya yang ada menjadi sebuah Grand Unification Theory. Namun sayangnya, mereka sama sekali melupakan gravitasi.

Para fisikawan membayangkan gravitasi yang menambatkan tubuh kita ke bumi sebagai pesan yang dibawa graviton, antara materi-materi dalam tubuh kita dengan materi bumi. Mereka tidak begitu kesulitan menyatukan gaya kuat dan gaya lemah, gaya lemah dan elektromagnetisme, ataupun gaya kuat dan elektromagnetisme, namun mereka sama sekali tidak bisa mengikutsertakan gravitasi. Ada apa ini?

Percobaan-percobaan

Newton, dalam percobaan tentang gravitasi, menggantungkan beberapa bola pendulum dengan tali sepanjang 11 kaki. Beliau mengamati seolah-olah pendulum-pendulum itu saling berinteraksi, dengan cara memelintirkan tali-talinya. Ketika itu orang-orang sepakat bahwa di dalam setiap jengkal jarak terdapat semacam partikel yang sangat halus dan sempurna. Aristoteles menyebutnya eter, yang kemudian digunakan Descartes dalam vorteks. Namun Newton meyakinkan diri bahwa aksi pada jarak sama sekali tidak memerlukan eter. Beliau lebih memerlukan aksi pada jarak yang murni. Aksi pada jarak dalam gravitasi kemudian direduksi oleh Einstein sebagai semata akibat kelengkungan ruang-waktu. Sekarang gravitasi telah dikembangkan sedemikian rupa dalam Relativitas Umum sebagai bagian yang sama sekali berbeda dari interaksi-interaksi yang lain.

Newton meyakini bahwa gravitasi berlaku umum di jagat raya ini, di langit, di bumi, dan di mana saja asalkan masih termasuk alam. Ia menyatakan bahwa apel yang jatuh dari pohonnya di taman—yang ia saksikan dari jendela kamarnya ketika ia mendapatkan inspirasi gravitasi, bulan yang mengorbit bumi, komet yang melintasi beberapa tata surya, dan sebagainya, disebabkan oleh gravitasi. Sebelum itu hanya hukum-hukum Kepler yang dianggap mampu menjelaskan fenomena tersebut. Dan gravitasi sangat cocok dengan hukum-hukum tersebut.

Bayangkan gravitasi dalam kehidupan sehari-hari. Seandainya Anda ditanya, seberapa kuat gravitasi tersebut? Anda mungkin akan menjawab: luar biasa kuat. Jawaban ini tentunya keliru, karena sejauh ini gravitasi adalah gaya yang paling lemah diantara keempat gaya yang diyakini keberadaannya oleh para fisikawan. Gravitasi yang tampak begitu mencolok dalam kehidupan sehari-hari adalah gabungan gravitasi dari semua partikel yang ada di tubuh raksasa bumi. Diperlukan instrumen yang sangat peka untuk mendeteksi adanya gaya tarik-menarik yang sangat lemah antara benda-benda kecil yang kita jumpai sehari-hari.

Newton menemukan hukum-hukum yang menjelaskan bagaimana kerja gravitasi dalam situasi dan kondisi yang kurang-lebih normal. Benda-benda di jagat raya ini tidak benar-benar diam. Benda-benda tersebut tidak duduk tenang sampai ada gaya yang datang untuk mendorong atau menariknya, serta kemudian menggelinding dan duduk tenang lagi. Sesungguhnya sebuah benda yang tak diusik akan melanjutkan gerakannya dalam sebuah garis lurus tanpa mengubah laju geraknya. Paling baik jika kita membayangkan bahwa semua benda dalam jagat raya ini bergerak. Kita dapat mengukur lajunya dan arah geraknya dengan membandingkan ia dengan objek-objek lain, tetapi tidak dapat membandingkannya ke suatu keadaan diam mutlak. Ini adalah prinsip relativitas.

Misalnya, seandainya bulan satu-satunya benda di angkasa, ia tidak akan diam saja, melainkan bergerak dalam satu garis lurus tanpa mengubah lajunya. Tentu saja jika bulan satu-satunya benda di angkasa, tidak ada cara bagi kita (atau pengamat pada umumnya) untuk mengatakan bahwa bulan bergerak lurus, karena tidak ada benda lain untuk dibandingkan dengan gerakan bulan. Namun, bulan ternyata tidak sendirian. Sebuah gaya yang dikenal sebagai gravitasi bekerja terhadap bulan untuk mengubah laju dan arah geraknya. Gaya gravitasi tersebut datang dari bumi. Bulan berusaha menolak perubahan tersebut, agar ia tetap bergerak menurut garis lurus. Namun, kekuatannya lebih kecil dari bumi, sehingga ia terpaksa bergerak mengelilingi bumi. Sementara itu, gravitasi bulan juga mempengaruhi bumi. Hasil yang paling jelas adalah fenomena pasang-surut pantai.

Newton menyatakan bahwa banyaknya massa yang dimiliki sebuah benda mempengaruhi kuat-lemahnya tarikan gravitasi antara benda itu dan benda lain. Bila faktor-faktor yang lain tetap sama, makin besar massa itu, akan makin besar tarikannya. Seandainya massa bumi dua kali massa sekarang ini, tarikan gravitasinya terhadap bulan pasti juga akan dua kali sekarang ini. Setiap perubahan massa, baik dari bumi maupun dari bulan, akan mengubah kekuatan gravitasi diantara mereka. Newton juga menemukan bahwa semakin jauh benda-benda itu terpisah, maka akan semakin lemah tarikan gravitasi diantara mereka. Jika bulan berada pada jarak dua kali jaraknya yang sekarang dari bumi, tarikan gravitasi antara bumi dan bulan hanya akan sebesar seperempat dari tarikan sekarang ini.

Gravitasi Newton adalah sebuah teori yang baik. Selama 200 tahun setelah masa beliau, teori tersebut tidak perlu diubah. Sekarang kita masih menggunakannya, meskipun sekarang kita tahu bahwa teori itu tidak berlaku dalam beberapa situasi, umpamanya seperti bila gaya gravitasi tersebut menjadi sangat kuat, misalnya di dekat lubang hitam, atau bila benda-benda bergerak dengan laju mendekati kecepatan cahaya.

Pada awal abad 20, Einstein melihat adanya masalah dengan teori Newton. Seperti yang telah diketahui bahwa kuat gravitasi antara dua benda tergantung dari jarak yang memisahkan mereka. Jika ini benar, maka seandainya seseorang mengambil matahari dan menggerakkannya lebih jauh dari bumi, gaya gravitasi antara bumi dan matahari akan berubah dalam sekejap. Mungkinkah itu? Dalam Relativitas Einstein dikatakan bahwa laju rambat cahaya akan selalu tetap besarnya, dimanapun Anda berada di jagat raya ini atau bagaimanapun gerak Anda. Berdasar perhitungannya, Einstein menyimpulkan bahwa tidak ada benda yang mampu bergerak melebihi kecepatan cahaya, kecuali partikel-patikel yang menyusun cahaya itu sendiri. Cahaya matahari memerlukan sekitar 8 menit untuk bisa mencapai bumi. Maksudnya, kita selalu melihat matahari dalam keadaannya pada 8 menit yang lalu. Jadi, jika matahari digerakkan menjauh, kita yang ada di bumi tidak akan tahu apa yang sedang terjadi dan tidak akan merasakan pengaruh apapun dalam waktu 8 menit tadi. Selama 8 menit, kita akan terus beredar mengitari matahari, seolah-olah matahari tidak bergeser. Dengan kata lain, pengaruh gravitasi suatu benda terhadap benda lain tidak dapat berubah dalam waktu sekejap, karena menurut Einstein gravitasi tidak dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Informasi tentang seberapa jauh matahari digeser tidak dapat bergerak dalam sekejap melintasi ruang. Informasi itu tidak bisa bergerak dengan kecepatan melebihi 300.000 kilometer setiap detik.

Implikasi relativistik jelas bahwa bila kita berbicara mengenai benda-benda yang bergerak dalam jagat raya ini, tidaklah realistis untuk berbicara hanya dalam tiga dimensi ruang. Jika tidak ada informasi yang dapat merambat lebih cepat dari laju rambat cahaya, benda-benda yang berjarak sangat jauh tidak ada bagi kita ataupun kita bagi mereka, tanpa suatu faktor waktu. Menjelaskan alam raya dalam tiga dimensi sama tidak memadainya seperti menggambarkan kubus dalam dua dimensi. Akan jauh lebih berarti jika kita memasukkan dimensi waktu, dan mengakui bahwa sebenarnya ada empat dimensi di semesta ini.

Einstein menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk mencoba mencari suatu teori gravitasi yang sesuai dengan teori yang telah ditemukannya mengenai cahaya dan gerakan pada kecepatan mendekati laju rambat cahaya. Pada tahun 1915, ia memperkenalkan Relativitas Umum. Beliau meminta kita untuk membayangkan gravitasi bukan sebagai gaya yang bekerja diantara benda-benda dalam bentuk aksi pada jarak, melainkan dalam bentuk kelengkungan ruang-waktu empat dimensi itu sendiri. Dalam pikirannya, gravitasi adalah geometri jagat raya.

Menurut Einstein, kelengkungan tersebut disebabkan oleh hadirnya massa atau energi. Semua benda bermassa menyumbang terhadap kelengkungan ruang-waktu. Benda-benda yang berjalan maju lurus dalam jagat raya akan dipaksa untuk mengikuti lintasan yang melengkung. Bayangkanlah selembar karpet dengan sebuah bola boling pada permukaannya, yang menyebabkan lekukan di situ. Cobalah menggelindingkan sebuah bola golf menurut garis lurus melewati bola boling tersebut. Bola golf tentu akan sedikit mengubah arahnya apabila menjumpai lekukan yang disebabkan bola boling. Atau mungkin akan lebih dari itu: bola golf tersebut akan melintas dalam bentuk elips dan menggelinding kembali ke arah Anda. Hal seperti itu terjadi bila bulan mencoba meneruskan gerakannya yang lurus ketika melewati bumi. Bumi melengkungkan ruang-waktu seperti bola boling melengkungkan lembaran karpet. Inilah efek lensa gravitasi.

Anda akan mendapatkan bahwa Einstein menjelaskan gejala yang sama seperti yang dijelaskan Newton. Bagi Einstein sebuah benda bermassa melengkungkan ruang-waktu, sedangkan bagi Newton benda bermassa mengeluarkan gaya. Akibatnya, dalam tiap kasus terjadi perubahan arah gerak dari sebuah benda kedua. Menurut Teori Relativitas Umum, medan gravitasi dan kelengkungan adalah satu hal yang sama. Jika Anda menghitung lintasan-lintasan planet dalam tata surya dengan menggunakan teori Newton dan kemudian menghitungnya kembali dengan menggunakan teori Einstein, Anda akan mendapatkan lintasan yang hampir tepat sama, kecuali dalam kasus orbit Merkurius. Karena Merkurius merupakan planet yang paling dekat dengan matahari, maka ia mendapatkan pengaruh yang lebih besar daripada planet-planet yang lain. Oleh karena itu, teori Einstein meramalkan suatu hasil yang sedikit berbeda dari hasil yang diramalkan teori Newton. Pengamatan menunjukkan bahwa lintasan Merkurius lebih cocok dengan ramalan Einstein.

Teori Einstein meramalkan bahwa benda-benda lain di samping bulan-bulan dan planet-planet dipengaruhi oleh melengkungnya ruang-waktu, bahkan foton juga harus melewati lintasan yang melengkung. Jika suatu foton berjalan dari suatu bintang yang jauh dan lintasannya dekat dengan matahari, kelengkungan ruang-waktu di dekat matahari menyebabkan lintasannya akan sedikit dibelokkan masuk ke arah matahari, tepat seperti lintasan bola golf melengkung ke dalam ke arah bola boling. Barangkali lintasan cahaya tersebut membengkok sedemikian rupa sehingga cahaya itu akhirnya menabrak bumi. Matahari terlalu terang sehingga kita tidak dapat melihat cahaya bintang itu, kecuali ketika pada saat terjadi gerhana matahari. Jika kita melihat foton-foton dari bintang itu dan tidak menyadari bahwa matahari membengkokkan lintasannya, kita akan mendapatkan gambaran yang salah mengenai posisi bintang yang sebenarnya. Para astronom memanfaatkan efek ini untuk mengukur massa benda-benda di luar angkasa dengan mengukur berapa pembengkokan lintasan cahaya yang berasal dari bintang-bintang yang jauh. Makin besar massanya, makin besar pula pembengkokannya.*

Gravitasi “Lembaran Karpet” dikembangkan lebih lanjut oleh para kosmolog, terutama Stephen Hawking, dan menghasilkan gagasan tentang Black Hole dan Big Bang. Namun sayang, gagasan ini kurang cocok apabila eksistensi nukleoaktivitas diperhitungkan. Bagaimana menyikapi hal ini?

Sekarang kita tahu bahwa Bimasakti hanyalah satu dari beberapa ratus miliar galaksi yang dapat dilihat dengan menggunakan teropong modern. Sedangkan setiap galaksi sendiri memiliki beberapa ratus miliar bintang. Bimasakti mempunyai garis tengah sekitar 100.000 tahun cahaya. Galaksi ini berputar lambat-lambat, bintang-bintang dalam lengan-lengan spiralnya beredar mengitari pusat galaksi sekali dalam beberapa ratus juta tahun. Jika gravitasi dibatasi pada kecepatan cahaya, tentulah ia akan sangat kesulitan menyatukan benda-benda yang ada dalam ruang-waktu yang demikian besar, Bimasakti misalnya. Sedangkan kita memiliki miliaran galaksi lain yang harus disatukan semuanya dalam satu sistem.

Mungkinkah gravitasi bukan termasuk jenis interaksi kuantum? Gravitasi haruslah bisa bergerak lebih cepat dari cahaya, dan mengikat semua benda dalam mahadomain jagat raya. Gravitasi adalah interaksi gaib ‘aksi pada jarak’ yang tidak mematuhi baik relativitas maupun kuantum.

Gelombang

Pada masa-masa permulaan jagat raya, ruang-waktu hanya diisi gelombang-gelombang tak hingga. Polarisasi, superposisi, dan interferensi yang terjadi pada suatu titik, menyebabkan terjadi konsentrasi gelombang yang lebih tinggi dari sekitarnya. Spot gelombang itu setiap saat menyerap gelombang-gelombang lain yang ada di sekitarnya terus-menerus, sehingga terbentuklah nukleoaktivitas. Karena nukleoaktivitas memiliki kecenderungan menarik material gelombang di sekitarnya, maka ia pun akan menyapu luas daerah dengan radius yang sesuai dengan kekuatan inti. Apabila suatu nukleoaktivitas memasuki wilayah nukleoaktivitas lain, maka akan terjadi persaingan, sehingga akan terjadi semacam aksi pada jarak. Aksi pada jarak mungkin bisa disebut gaya osmotik, dan gaya inilah yang kemudian dipopulerkan Newton dengan nama gravitasi. Inilah gaya primordial yang mula-mula terbentuk.

Listrik dan magnet telah dilebur oleh Maxwell menjadi elektromagnetisme. Dan bahkan, perkembangan fisika paling mutakhir telah berhasil menyatukan elektromagnetisme ini dengan gaya lemah dan gaya kuat. Elektromagnetisme, gaya lemah, dan gaya kuat adalah interaksi kuantum yang sama dalam bentuk-bentuk yang berbeda. Gravitasi satu-satunya interaksi yang tidak bisa disatukan. Kalaupun nanti kita bisa menyatukannya, tentu bukan dalam wadah Teori Kuantum atau Teori Relativitas, karena gravitasi benar-benar berbeda dengan mereka.

Jadi, sekarang fisikawan harus mulai terbiasa dengan gravitasi yang bukan sebagai kelengkungan ruang-waktu, bukan sebagai gaya yang dibawa agen kuantum bernama graviton, dan bukan pula sebagai gaya tanpa agen perantara. Gravitasi adalah interaksi gaib yang dibawa gelombang-gelombang yang mampu bergerak tak hingga (tidak memerlukan waktu) yang melekatkan setiap bagian jagat dari satu ujung sampai ujung yang lain. Dan terakhir, perlu saya kemukakan, ini hanyalah usul yang mungkin perlu dipertimbangkan para fisikawan.

foto:dirgantara-lapan.or.id

*Dikutip dari Stephen Hawking: Pencarian Teori Segala Hal (Kitty Ferguson)

Mengenal Perkembangan Nanoteknologi Berbasiskan Material Semikonduktor II-VI

Oleh Iwan Sugihartono

Nanoteknologi merupakan teknologi yang dibangun dengan orde 10 pangkat -9 meter alias 0.000000009 m atau 10^-9 m. Bisa dibayangkan sebuah ukuran yang amat sangat kecil. Bandingkan dengan diamater sebuah atom yang berkisar 0.00000000010 m atau 10^-10 m. Jadi dalam fabrikasi dan karakterisasinya dibutuhkan alat yang resolusinya ber orde nano juga. Untuk sintesis material berbasiskan skala nano biasanya digunakan yang namanya molekular beam epitaxy (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), phase vapor transport (VPT), magnetic sputtering, hydrothermal, deposisi menggunakan LASER, dsb. Sedangkan untuk karakterisasinya digunakan transmission elektron mikroskopi (TEM) yang memiliki resolusi tinggi kurang lebih 200 kV, scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), field emission SEM, dsb.

Gambar 1, menunjukkan contoh dari image mikroskopis material semikonduktor GaAs. Image yang dihasilkan sebanding dengan jumlah atom dari Ga dan As. Terlihat dari gambar bahwa jarak sumbu pusat antara dua buah atom tersebut adalah 1.4 x 10^-10 m. Dari resolusi yang dimiliki oleh scanning TEM/STEM sebesar 200 kV dapat dihasilkan pancaran electron dengan panjang gelombang 0.0025 nm. Dengan demikian karakterisasi nano sekarang ini sudah sangat maju, karena kita dapat melihat struktur kristal dari material. Nah dari alat karakterisasi tersebut kita akan mengenal berbagai jenis bentuk nanostructure, seperti : nanotube, nanowire, nanopilar, nanorod, nanocomb, nanoflower, dsb. Gambar 2 menunjukkan bentuk dari material nano, yaitu nanotube. Disebut nanotube karena bentuknya seperti tabung yang dibentuk oleh rangkaian struktur Kristal dalam skala nano.

Mengapa ilmu nano dan teknologinya penting? Begini, dalam perkembangan teknologi saat ini, yang dibutuhkan adalah improvisasi alat/device. Untuk lebih mendapatkan material yang secara makroskopis unggul dan efisien dari segi sifat listrik maupun optisnya, maka modifikasi dan analisis nano memegang peranan yang penting. Ketika kita menganalisis material dalam ukuran nano, maka kita akan melihat bagaimana distribusi dari elektron yang terlihat dari image yang yang diperoleh (menggunakan STEM/TEM, FESEM, High Resolution TEM, SEM, dan AFM). Para ilmuwan Fisika, Kimia dan termasuk ilmuwan dalam bidang material elektronik saat ini tengah berusaha menciptakan material untuk menghasilkan material yang berguna dalam industri optoelektronik. Tentu dasarnya adalah teknologi semikonduktor yang sudah dikenal lama. Dalam perkembangannya, teknologi semikonduktor mampu menghasilkan dioda, lalu transistor bahkan yang lebih kompleks lagi yaitu mikroprosesor. Peralatan/Devices tersebut sangat berperan dalam penemuan dan pembuatan piranti elektronik untuk komputer, handphone, dsb.

Analisis nano berperan cukup penting untuk mengimprove metode-metode yang digunakan saat ini. Analisis tersebut tidak hanya digunakan para eksperimentalis saja, namun juga para teoritis yang menggunakan first principle mengacu pada persamaan Schrodinger, bandstructure, fungsi gelombang Bloch, nearly free electron model, density functional theory, dsb untuk memprediksikan besar energi yang dapat dihasilkan oleh material.

Untuk melihat bagaimana nanostruktur dari salah satu material semikonduktor, saya ambil contoh image dari material semikonduktor golongan II-VI (ZnO) yang di sintesis menggunakan Vapour Phase Transport (VPT) seperti yang terlihat pada gambar 3. Dengan menggunakan SEM terlihat bahwa material ZnO tersebut membentuk pilar yang hampir uniform disetiap titiknya. Di dalam sebuah pilar probabilitas terdapat electron akan semakin besar. Dari hasil sintesis dan karakterisasi tersebut lalu hasilnya dikonfirmasi dengan pengukuran Hall (Hall effect) menggunakan 4 buah probe untuk melihat sifat listrik dari material semikonduktor. Dari hasil pengukuran, sebuah nanopilar ZnO dapat menghasilkan hambatan spesifik sebesar 8 x 10^-2 Ωcm, bila diasumsikan mobilitas dari electron sebesar 100 cm²/Vs maka akan menghasilkan konsentrasi pembawa electron sebesar 8 x 10¹⁷ cm^-3 [2]. Secara teori apabila jumlah konsentrasi pembawa elektronnya besar maka proses generasi dan rekombinasi akan sebanding dengan jumlah tersebut. Sehingga untuk menghasilkan kualitas cahaya (light diode, LD, berbasis pn junction) yang berasal dari material ZnO akan sesuai dengan yang diharapkan.

Dalam uji photonic, digunakan juga pengukuran Photoluminescence (PL) dari material ZnO/Zn(0.9)Mg(0.1)O berbasiskan quantum well (quantum well adalah representasi dari potensial sumur yang berfungsi sebagai perangkap buat electron, dapat dipelajari dengan menggunakan konsep persamaan Schrodinger dan fungsi gelombang Bloch) seperti terlihat pada gambar 4. Dalam gambar tersebut terlihat bahwa panjang gelombang dari material ZnO/Zn(0.9)Mg(0.1)O dapat menghasilkan energi foton sebesar 3.36 eV untuk kedalaman sumur (well thickness) 3 nm dan 3.35 eV dan 3.51 eV untuk kedalaman sumur 14 nm pada temperature 8 K. Pada kedalaman sumur 14 nm terdapat dua buah peak yang mengindikasikan adanya efek kuantum confinement [3]. Sebagai informasi saat ini para ilmuwan dan insinyur sedang melakukan riset untuk mengimprove teknologi semikonduktor berbasiskan material ZnO.

Material tersebut memiliki energi gap (energi antara pita valensi dan konduksi) sebesar 3.34 eV dalam temperatur ruang dan energi eksiton (pasangan electron dan hole) sebesar 60 meV. Oleh karena itu material ini diprediksikan akan menggeser kejayaan material GaN dalam aplikasi optoelektronik yang sudah establish. Secara ekonomis karena harga produksinya juga lebih kecil maka peluang ZnO semakin besar.

Referensi

1. SM Sze. Semiconductor Devices, John Wiley and Sons, 1985
2. A. Bakin et all, phys. Stat. sol © 4, no 1, 158-161 (2007)
3. HP He et all, J. applied physics 40 (2007) 5039-5043 (dikutip dari www.chem-is-try.org)