1.1 Latar
Belakang
Penghargaan nobel dapat diberikan
kepada siapa saja, baik perorangan maupun organisasi yang dianggap meberikan
sumbangan besar dibidang sains maupun sosial, yaitu bidang Kimia, Ekonomi,
Sastra, Medis, Fisika, dan Perdamaian. Sumbangannya bisa berupa hasil riset,
penemuan inovatif, atau kegiatan kemanusiaan. Penghargan ini diberikan pada
bidang-bidang praktikal, bukan teoritikal, sehingga matematika tidak dimasukan
sebagai bidang ilmu yang layak menerima Nobel. Penghargaan Nobel bisa dibilang
juga sebagai status tertinggi para tokoh dunia.
Lahir dari keinginan penemu besar
dinamit, Alfred Nobel (1833-1896). Dilatari penyesalan sebab dinamit penemuannya
dipakai untuk senjata pemusnah. Menjelang ajal, kekayaannya dipakai untuk
sebuah institusi yang bisa memacu terciptanya temuan serta ide gemilang yang
bermanfaat bagi dunia, lalu didirikannya Nobel Foundation pada tahun 1901 dan
diresmikan dengan memberikan penghargaan Nobel pertama kepada 6 orang tokoh.
Tiap tahun, acara pemberian Nobel
ini digelar pada tangal 10 December yang bertepatan dengan tanggal wafatnya
Alfred Nobel. Acara pemberian Nobel ini digelar di Stockholme Concert Hall,
Swedia, sedangkan untuk penghargaan dibidang perdamaian, acara pemberian
digelar di Oslo City Hall, Norwegia.
Fisika merupakan
ilmu yang mempelajari gejala alam yang tidak hidup serta interaksi dalam
lingkup ruang dan waktu. Ilmu fisika telah banyak memberikan kontribusi penting
bagi kemajuan dunia. Peraih Nobel untuk bidang fisika tahun 2012 adalah Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland. Adapun penelitian yang
dilakukan adalah mengenai fisika kuantum. Dalam makalah ini akan dibahas
mengenai biogeografi peraih nobel fisika 2012, penelitian yang dilakukan dan
keunggulan penelitian yang dilakukan
1.2 Permasalahan
Adapun
permasalahan yang diangkat dalam penyusunan makalah ini adalah :
1. Bagaimanakah Biogeografi peraih
Nobel Fisika 2012 Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland ?
2. Apakah
Penelitian yang dilakukan Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland
sehingga meraih Nobel Fisika 2012 ?
3. Apakah
keunggulan Penelitian yang dilakukan Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland?
1.3
Tujuan
Tujuan
Penyusunan makalah ini yaitu menjawab apa yang menjadi permasalahan. Tujuan
penyusunan
makalah adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui Biogeografi peraih Nobel Fisika 2012
Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland.
2. Mengetahui Penelitian
yang dilakukan Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland sehingga meraih Nobel
Fisika 2012.
3. Mengetahui keunggulan
Penelitian yang dilakukan Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland?
1.4 Manfaat
Manfaat penyusunan makalah ini
adalah memberikan informasi mengenai Biogeografi Serge Haroche dan
David Jeffrey Wineland,
penelitian yang dilakukukan serta keunggulan penelitian yang dilakukan sehingga
mengantarkan mereka meraih
Nobel Fisika 2012.
II. Pembahasan
2.1 Biogeografi peraih Nobel Fisika
2012 Serge Haroche
dan David Jeffrey Wineland
Serge Haroche
Serge Haroche lahir pada tahun 1944 di Casablanca Maroko, merupakan lulusan dari
Ecole Normale Supérieure (ENS), menerima gelar doktor dari Universitas Paris VI
pada tahun 1971 (penasihat Thesis: Claude
Cohen-Tannoudji). Setelah kunjungan pasca-doktor untuk Stanford University di
laboratorium Arthur Schawlow (1972-1973), ia menjadi profesor penuh di
Universitas Paris VI pada tahun 1975, posisi yang dipegangnya sampai tahun
2001, ketika ia diangkat sebagai Profesor di College de France.
Serge Haroche menjadi profesor tamu
di Harvard (1981), profesor paruh
waktu di Yale
University (1984-1993), anggota dari Institut Universitaire de France
(1991-2000) dan ketua Departemen Fisika ENS (1994-2000). Penelitiannya telah
banyak dilakukan di LABORATOIRE
Kastler Brossel (ENS), dimana dia
sekarang ia bekerja dengan
tim rekan kerja senior, postdocs dan mahasiswa pascasarjana.
David Jeffrey Wineland
Wineland lulus dari Sekolah Tinggi Encina di Sacramento, California pada tahun 1961. Ia menerima gelar sarjana dari University of California, Berkeley pada tahun 1965 dan gelar Doktor pada tahun 1970 dan bekerja di bawah Norman Foster Ramsey, di Harvard University. Disertasi doktornya yang berjudul "The Maser Deuterium Atom". Dia kemudian melakukan Penelitian Postdoctoral dalam kelompok Hans Dehmelt di University of Washington di mana ia menyelidiki perangkap elektron dan ion. Pada
tahun 1975, ia bergabung dengan Biro Standar Nasional (sekarang disebut NIST).
2.2
Penelitian yang dilalukan peraih Nobel Fisika 2012 Serge Haroche
dan David
Jeffrey Wineland
Haroche dan Wineland telah membuka
pintu ke era baru
eksperimen tentang fisika kuantum
dengan menunjukkan pengamatan
langsung dari sistem kuantum individu tanpa menghancurkannya. Melalui
metode cerdik di laboratorium, mereka telah
berhasil mengukur dan mengendalikan kuantum yang sangat rapuh. Hasil penelitian ini memungkinkan
sebagai langkah awal untuk membuat komputer jenis baru yang super cepat, berdasarkan pada fisika kuantum. Metode ini juga dapat digunakan untuk membuat konstruksi jam
yang sangat tepat dan bisa menjadi dasar standar
baru untuk waktu
masa depan yang lebih dari
seratus kali lipat lebih besar presisinya dibanding jam sekarang
yang digunakan. Untuk partikel cahaya tunggal atau materi, hukum-hukum fisika klasik tidak lagi berlaku dan fisika kuantum mengambil
alih. Tapi partikel
tunggal tidak mudah terisolasi
dari lingkungan sekitar mereka dan mereka menghilang
secara misterius segera setelah mereka berinteraksi
dengan
dunia luar.
Kedua
karya Nobel
di bidang optik kuantum mempelajari interaksi mendasar antara
cahaya dan materi, bidang yang
telah mengalami kemajuan sejak pertengahan 1980-an.
Metode mereka memiliki
banyak kesamaan. David
Wineland menciptakan perangkap atom bermuatan
listrik, atau ion, mengendalikan
dan mengukur mereka dengan cahaya, atau foton sedangkan Serge Haroche mengambil pendekatan
yang berlawanan: ia mengontrol
dan mengukur foton terperangkap,
atau partikel cahaya, dengan mengirimkan atom melalui perangkap.
Mengontrol ion tunggal
dalam perangkap
David Wineland di laboratorium Boulder, Colorado,
melakukan
penelitian dimana atom bermuatan listrik atau ion yang disimpan
di dalam perangkap dengan mengepung mereka dengan
medan listrik. Tim melakukan percobaan mengenai
partikel-partikel yang terisolasi
dari panas dan radiasi
lingkungan dengan keadaan
vakum pada temperatur yang sangat rendah. Salah satu rahasia di balik terobosan
Wineland adalah penguasaan
menggunakan sinar laser dan menciptakan pulsa laser. Sebuah laser digunakan untuk menekan gerakan termal ion
dalam perangkap, menempatkan
ion dalam keadaan energi terendah
dan dengan demikian
memungkinkan studi tentang fenomena
kuantum dengan
kondisi ion terjebak
gambar 1. Ilustrasi penelitian Wineland
Serge Haroche dan kelompok risetnya
menggunakan metode yang berbeda untuk mengungkapkan misteri dari dunia kuantum. Dalam laboratorium di Paris,
Haroche menggunakan atom
khusus yang telah
disiapkan (disebut atom Rydberg)
kemudian mengontrol
dan mengukur foton dalam rongga microwave.
Sebuah atom Rydberg memiliki radius sekitar 125 nanometer
yang kira-kira 1.000 kali lebih besar dari atom biasa. atom Rydberg
raksasa berbentuk donat ini dikirim
ke satu per satu
ke
rongga pada kecepatan yang
dipilih dengan
cermat, sehingga
terjadi interaksi dengan foton microwave yang terkontrol
dengan baik.
atom Rydberg melintasi
dan keluar rongga, meninggalkan foton microwave di
belakang. Tapi interaksi
antara foton dan atom
menciptakan perubahan keadaan dalam
fase atom kuantum,
pergeseran fasa Ini dapat diukur
ketika keluar atom rongga, sehingga mengungkapkan
ada atau tidaknya foton
dari dalam
rongga, dengan tidak ada pergeseran fasa foton
sehingga Haroche dapat mengukur satu foton tanpa merusaknya. Haroche dan kelompoknya bisa menghitung
foton dalam rongga, seperti seorang anak
menghitung jumlah kelereng dalam mangkuk. Hal ini mungkin terdengar mudah, tetapi membutuhkan ketangkasan yang luar biasa dan keterampilan karena
foton, tidak seperti kelereng
biasa, dimana foton
akan langsung
hancur apabila kontak dengan
dunia luar.
gambar 2. Ilustrasi penelitian Serge Haroche
Di ambang sebuah revolusi komputer baru
Sebuah aplikasi yang mungkin dibuat dari perangkap
ion yang banyak ilmuwan
mimpikan adalah komputer kuantum. Dalam
masa sekarang, komputer klasik yang merupakan unit terkecil
dari informasi, sedikit yang
mengambil nilai 1 atau 0. Namun, dalam kuantum komputer, unit dasar informasi – quantum bit atau qubit - dapat 1 dan 0 pada waktu yang sama. Dua
bit kuantum secara bersamaan dapat mengambil empat nilai
- 00, 01, 10 dan 11 – dan setiap qubit
tambahan menggandakan jumlah dari setiap tingkatan. Untuk
n bit kuantum terdapat
2n kemungkinan tingkatan, dan
komputer kuantum hanya 300
qubit bisa menampung 2.300 nilai secara
bersamaan, lebih dari jumlah atom di
alam semesta. Kelompok Wineland merupakan
kelompok yang pertama di dunia yang menunjukkan operasi kuantum dengan dua kuantum bit. Sejak operasi pengendalian telah dicapai dengan beberapa qubit, pada prinsipnya tidak ada alasan untuk percaya bahwa tidak mungkin untuk mencapai operasi tersebut
dengan qubit lebih banyak. Namun, untuk membangun komputer kuantum merupakan tantangan praktis
besar. Kita harus memenuhi
dua persyaratan yang berlawanan: qubit harus memadai terisolasi dari lingkungan
mereka di memerintahkan untuk tidak merusak sifat kuantum
mereka, namun mereka juga harus mampu berkomunikasi dengan dunia luar dalam rangka untuk menyampaikan hasil perhitungan mereka.
Mungkin komputer kuantum akan akan dibangun di abad ini. Jika demikian, itu akan mengubah kehidupan
kita dengan cara yang radikal sama seperti komputer klasik mengubah kehidupan di abad terakhir
Jam
baru
David Wineland dan tim
peneliti juga telah menggunakan ion dalam
perangkap untuk membangun jam
yang seratus kali lebih tepat
daripada cesium berbasis atom
jam yang saat ini
standar untuk pengukuran kami waktu.
Waktu disimpan oleh pengaturan, atau
sinkronisasi semua jam
terhadap satu standar. Jam
Cesium beroperasi
dalam kisaran microwave sedangkan
jam ion Wineland ini menggunakan cahaya tampak - maka disebut optik
jam. Jam optik
dapat terdiri dari hanya satu ion atau dua ion
dalam perangkap. Dengan dua ion, satu adalah
digunakan sebagai jam dan yang lain
digunakan untuk membaca
jam tanpa merusak nya,
atau menyebabkan
untuk melewatkan tanda
tik. Dengan pengukuran tepat seperti waktu, beberapa fenomena yang sangat halus dan
indah alam telah diamati, seperti perubahan dalam aliran waktu, atau
variasi menit gravitasi. Menurut teori relativitas
Einstein, waktu dipengaruhi oleh
gerak dan gravitasi. kecepatan yang tinggi dan gravitasi kuat,
maka
semakin lambat berlalunya waktu. Kita mungkin tidak menyadari
efek ini, tetapi mereka sesungguhnya
telah menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari. Ketika kita menavigasi dengan
GPS kita bergantung pada sinyal waktu dari satelit
dengan jam yang secara rutin dikalibrasi, karena gravitasi
agak lemah beberapa
ratus kilometer di langit.
Dengan jam optik
adalah mungkin untuk
mengukur perbedaan dalam perjalanan
waktu ketika kecepatan jam diubah oleh kurang
dari 10 meter
per detik, atau ketika gravitasi
diubah sebagai konsekuensi dari perbedaan ketinggian
hanya 30 sentimeter.
2.3 keunggulan Penelitian Peraih Nobel 2012
Serge Haroche
dan David J.
Wineland memiliki hak independen ditemukan dan dikembangkan metode untuk mengukur dan
memanipulasi partikel individu serta menjaga sifat mekanik
kuantum, dengan cara yang
sebelumnya dianggap tak terjangkau. Pemenang Nobel telah
membuka pintu ke era baru dari percobaan dengan fisika
kuantum dengan menunjukkan pengamatan
langsung dari partikel kuantum individu tanpa menghancurkan mereka.
Untuk partikel tunggal
cahaya hukum fisika klasik
tidak lagi berlaku dan fisika kuantum mengambil alih. Melalui metode cerdik laboratorium
mereka Haroche dan Wineland bersama-sama dengan
kelompok penelitian mereka telah
berhasil mengukur dan mengendalikan kuantum yang sangat rapuh, yang
sebelumnya dianggap tidak dapat diakses untuk
pengamatan langsung. Metode baru
ini memungkinkan mereka untuk
memeriksa, mengontrol dan menghitung
partikel. Metode mereka memiliki
banyak kesamaan. David Wineland perangkap atom
bermuatan listrik, atau ion, mengendalikan dan mengukur mereka dengan cahaya, atau
foton. Serge Haroche mengambil pendekatan yang
berlawanan: ia mengontrol dan mengukur foton terperangkap, atau partikel cahaya, dengan mengirimkan atom melalui
perangkap.
Kedua pemenang bekerja di bidang optik kuantum, mempelajari interaksi mendasar antara cahaya dan materi, berdasarkan pada fisika kuantum. Dengan komputer kuantum akan mengubah kehidupan kita sehari-hari di abad ini dengan cara
yang radikal sama seperti komputer klasik lakukan di abad terakhir. Penelitian ini juga telah
menyebabkan pembuatan jam yang sangat tepat yang bisa menjadi dasar untuk masa depan. metode mereka telah memungkinkan ini bidang penelitian untuk mengambil langkah
pertama untuk membuat komputer jenis baru yang super cepat dan standar waktu baru yang seratus kali lipat lebih tepat presisinya dari sekarang jam cesium yang sekarang digunakan.
III. PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Nobel diberikan untuk
memacu terciptanya temuan serta ide gemilang yagn bermanfaat bagi dunia.
Penemuan tersebut meliputi bidang sains maupun social, yaitu bidang Kimia,
Ekonomi, Sastra, Medis, Fisika, dan Perdamaian. Peraih Nobel bidang Fisika
tahun 2012 adalah Serge Haroche dan David Jeffrey Wineland. Serge Haroche adalah seorang ilmuan dari prancis
sedangkan David
Jeffrey Wineland
adalah ilmuan dari amerika serikat. Penelitian mereka adalah mengenai “metode
eksperimental inovatif yang memungkinkan pengukuran dan manipulasi sistem
kuantum individu”.
Melalui penemuan ini dikembangkan metode untuk mengukur dan memanipulasi partikel individu sambil menjaga kuantum mekanik sifat mereka, dengan cara yang sebelumnya dianggap tak terjangkau. Melalaui
penemuan ini kedepannya dapat diaplikasikan dalam pembuatan komputer kuantum
yang super cepat dan jam dengan ketepatan yang sangat akurat.
3.2 Saran
Melalui
penulisan makalah ini diharapkan dapat memberikan inspirasi bagi para ilmuan untuk
lebih terpacu melakukan penelitian-penelitian, dimana hasil penelitian yang
diperoleh dapat berguna bagi kesejahtraan umat manusia.
DAFTAR
PUSTAKA
Drielsma, Madeleine.
2012. Nobel Prize in Physics 2012. European Research Council. Sweden.
Monroe, C. R. and Wineland, D. J. 2008. Quantum Computing with Ions, Scientific American, August
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2012/press.html
1
0 komentar:
Posting Komentar