Neutrino adalah partikel dasar penyusun alam semesta, termasuk golongan fermion. Massanya sangat kecil, hampir dikatakan tak bermassa. Neutrino hanya berinteraksi lewat interaksi lemah dan gravitasi, tak satu pun lewat interaksi kuat dan interaksi elektromagnetik. Ia merupakan "produk sampingan" dari peluruhan radioaktif tertentu, seperti reaktor nuklir atau sinar kosmik yang membentur sekelompok atom. Neutrino hadir dalam tiga rasa (istilah untuk menggantikan kata "jenis"), yakni : neutrino elektron, neutrino muon dan neutrino tauon. Selain itu, neutrino juga memiliki pasangan yang dikenal dengan sebutan antineutrino. Neutrino susah dideteksi, itulah kenapa ia bisa dibuktikan keberadaannya, baru 25 tahun setelah dipostulatkan pertama kali oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1930. (Wikipedia)
Riset terbaru yang meneliti neutrino dilakukan di Jepang, dikenal dengan sebutan T2K (Tokai to Kamioka) experiments. Proyek itu mengkolaborasikan sekitar 500 ilmuwan dari 12 negara. Mereka menembakkan berkas neutrino melalui jalur bawah tanah dengan lintasan sepanjang 295 km dari Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) ke detektor neutrino Super-Kamiokande yang terletak di dekat pantai Jepang bagian barat.
Skema riset T2K
Skema riset T2K
Sebuah tanduk magnetik (magnetic horn) yang terbuat dari konduktor aluminium berarus listrik sangat tinggi digunakan untuk menghasilkan dan menembakkan berkas neutrino. Jauh sebelum mencapai detektor primer Super-Kamiokande, terlebih dulu partikel itu melewati detektor sekunder untuk diukur kadar kemurniannya. Dan pada akhir perjalanan bawah tanahnya, neutrino akan menumbuk “dinding” molekul air. Tumbukan itulah yang menjadi obyek utama para saintis dalam proyek T2K.
Para ilmuwan dalam proyek sejenis sebelumnya telah mengamati perubahan (osilasi) neutrino muon ke neutrino tau dan neutrino elektron ke neutrino muon atau neutrino tau. Di sinilah letak kemajuan tim T2K, mereka menemukan bahwa secara spontan neutrino muon dapat berubah "rasa" menjadi neutrino elektron. Temuan itu dapat membantu menjelaskan mengapa alam semesta lebih banyak terdiri atas materi daripada antimateri.
Telah diyakini bahwa materi dan antimateri hadir dalam perbandingan yang hampir sama pada awal Big Bang. Karena partikel materi dan antimateri saling meniadakan satu sama lain, maka disimpulkan bahwa terjadi pelanggaran keseimbangan saat semesta masih bayi, yang menghasilkan sedikit lebih banyak materi daripada antimateri. Sisa materi tersebut telah membentuk semua bintang, galaksi dan planet yang kita saksikan saat ini.
Pergeseran dari neutrino muon ke neutrino elektron yang terdeteksi dalam eksperimen akbar itu merupakan osilasi neutrino jenis baru. Hasil tersebut membuka celah bagi studi terhadap simetri materi-antimateri yang disebut pelanggaran keseimbangan muatan (charge-parity violence). "Fenomena pelanggaran keseimbangan ini belum pernah teramati pada sebuah neutrino, tetapi barangkali itulah alasan kenapa alam semesta kita sekarang ini sebagian besar tersusun atas materi dan bukan anti materi," kata Alysia Marino, asisten profesor departemen fisika Colorado University, Boulder.
Berdasarkan analisa data yang dikumpulkan dari eksperimen T2K antara Januari 2010 sampai 11 Maret 2011 - yang sempat terganggu oleh gempa 9 skala richter di Jepang Timur - para ilmuwan menemukan 88 peristiwa neutrino (neutrino events) yang terdeteksi oleh detektor Super-Kamiokande. Di antara 88 peristiwa tersebut, mereka mengidentifikasi enam peristiwa yang dicalonkan sebagai interaksi neutrino elektron.
Meskipun begitu, menurut Eric D. Zimmerman, salah seorang rekan kerja Marino menyatakan bahwa dibutuhkan lebih banyak data untuk mengkonfirmasi hasil-hasil terbaru T2K. Diharapkan, akselerator dan riset ini dapat beroperasi kembali pada akhir tahun.
Hm… salah satu pertanyaan yang timbul dalam benak saya saat membaca sumber tulisan ini adalah “Kapan Indonesia bisa jadi tuan rumah untuk proyek sekaliber T2K?"
Jumat, 11 November 2011
Potensi Kompleks Kobalt - piridin-2,6-dikaboksilat sebagai Agen Antikanker baru
Kanker adalah salah satu jenis penyakit tumor ganas (benign tumour). Penyakit ini timbul akibat terjadinya mutasi pada biosintesis sel, yaitu kesalahan urutan DNA karena terpotong, tersubstitusi atau adanya pengaturan kembali, mengakibatkan pertumbuhan sel-sel jaringan tubuh yang tidak normal, cepat, dan tidak terkendali. Sel-sel kanker akan terus membelah diri, terlepas dari pengendalian pertumbuhan dan tidak lagi menuruti hukum-hukum pembiakan. Bila pertumbuhan tidak segera dihentikan dan diobati maka sel kanker akan berkembang terus. Sel kanker akan tumbuh menyusup ke jaringan sekitarnya (invasive), lalu membuat anak sebar (metastasis) ke tempat yang lebih jauh melalui pembuluh darah dan pembuluh getah bening. Selanjutnya akan tumbuh kanker baru di tempat lain sampai akhirnya menyebabkan kematian penderitanya.
Penyakit kanker merupakan penyakit penyebab kematian terbesar kedua setelah penyakit jantung. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyatakan bahwa, jumlah penderita kanker bertambah menjadi 6,25 juta orang setiap tahun dan diperkirakan sepuluh tahun mendatang 9 juta orang akan meninggal akibat penyakit ini setiap tahunnya (Yayasan Kanker Indonesia, 2006). Sementara di Indonesia penyakit kanker adalah penyebab kematian nomor tujuh setelah stroke, tuberkulosis, hipertensi, cidera, perinatal, dan diabetes militus. Penderita kanker mencapai 6 % dari 200 juta lebih penduduk Indonesia, saat ini diperkirakan dari 100.000 penduduk Indonesia, terdapat 100 penderita baru penyakit kanker setiap tahun (Aditama, 2009). Pola frekuensi relatif jenis kanker yang sering didapati di Indonesia secara berurutan adalah kanker leher rahim (serviks), hati, payudara, paru-paru, kulit, nasofaring, limfoma, leukimia dan kolon (Reksodiputro, 1991).
Pengobatan penyakit kanker telah dilakukan secara intensif. Chemotherapy dengan menggunakan obat-obatan antikanker seperti flourasil, metotreksat dan cisplatin telah dilakukan, namun timbulnya mekanisme multidrug resistance (MDR) akan mengurangi daya kerja obat-obatan ini. Radiotherapy dengan metode penyinaran juga telah banyak dimanfaatkan tetapi kurang efektif, memerlukan biaya yang mahal, terlalu toksik, serta menunjukkan efek samping yang serius. Penelitian tentang penyakit kanker dan cara pengobatannya terus dikembangkan, di antaranya adalah kehadiran senyawa kompleks logam yang diharapkan menjadi obat anti kanker baru yang lebih baik, efektif dan efisien.
Peran senyawa kompleks logam yang diterapkan dalam bidang kedokteran menjadi topik-topik hangat dalam kimia bioanorganik (Szacilowski, et al., 2005 ; Mudasir, 2006). Salah satu topik menarik dan terus berkembang adalah interaksi molekul kecil termasuk di dalamnya kompleks logam dengan DNA. Topik ini menarik karena umumnya molekul-molekul kecil yang dapat berinteraksi dengan DNA adalah senyawa-senyawa yang menunjukkan aktivitas obat (terapetik), terutama dalam bidang chemotherapy dan terapi fotodinamik kanker atau senyawa-senyawa yang bersifat racun bagi tubuh (Mudasir, 2006). Oleh karena itu, dengan memahami perilaku dan sifat-sifat interaksi senyawa kompleks logam dengan DNA diharapkan dapat membantu memahami mekanisme kerja obat-obat dan mekanisme toksisitas kompleks logam pada tingkat molekular.
Kompleks logam dengan asam pikolinat merupakan produk degradasi dari tryptophan (Barandika et al., 1999). Studi kompleks pikolinat menunjukkan aktivitas biologi, dapat menginduksi sel murine leukemia HL-60 (Heren et al., 2006), dapat menghambat pertumbuhan mycobacterium ovium complex (Shimizu et al., 2006), dan beberapa laporan kompleks logam-pikolinat menunjukkan pengaruh dalam menghambat pertumbuhan sel-sel kanker. Seperti yang telah dilaporkan oleh Van Rijt, (2008), kompleks osmium(II) pikolinat memberikan pengaruh yang sama dalam menghambat sel-sel kanker seperti cisplatin yang selama ini dikenal sebagai obat chemotherapy kanker. Kompleks kobalt-aspirin seperti yang telah dilaporkan oleh Ingo (2009), juga memberikan pengaruh dalam menghambat sel-sel tumor. Kompleks kobalt-organologam seperti pada [Co2(CO)6] yang selama ini dikenal sebagai antitumor, potensi antitumornya lebih meningkat ketika dipadukan dengan aspirin (asam asetil salisilat). Aspirin adalah golongan nonsteroidal antirheumatics (NSARs) yang telah lama dikenal dalam bidang farmakologi sebagai antiradang dan penghilang rasa sakit. Efek NSARs diduga melibatkan gugus karboksilat yang melakukan penghambatan enzim cyclooxygenase (Ingo, 2009). Gugus karboksilat ini dijumpai juga pada asam pikolinat (2-piridin karboksilat) maupun dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat) yang terikat pada cincin piridinnya.
Dengan penambahan satu gugus karboksilat pada cincin piridin ligan pikolinat dan terbentuk struktur dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat), diharapkan kompleks logam yang dihasilkan memiliki interaksi yang lebih besar dalam menghambat sel-sel anti kanker dan menunjukkan peningkatan bioaktivitas lainnya (Martak, 2008). Kompleks logam dipikolinat seperti yang telah dilaporkan oleh Yang et al., (2002) memberikan pengaruh dalam mereduksi hyperlipidemia pada diabetes. Demikian juga laporan Colak et al., (2009) yang menunjukkan kompleks logam dipikolinat berpengaruh sebagai inhibitor pertumbuhan bakteri.
Penyakit kanker merupakan penyakit penyebab kematian terbesar kedua setelah penyakit jantung. Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyatakan bahwa, jumlah penderita kanker bertambah menjadi 6,25 juta orang setiap tahun dan diperkirakan sepuluh tahun mendatang 9 juta orang akan meninggal akibat penyakit ini setiap tahunnya (Yayasan Kanker Indonesia, 2006). Sementara di Indonesia penyakit kanker adalah penyebab kematian nomor tujuh setelah stroke, tuberkulosis, hipertensi, cidera, perinatal, dan diabetes militus. Penderita kanker mencapai 6 % dari 200 juta lebih penduduk Indonesia, saat ini diperkirakan dari 100.000 penduduk Indonesia, terdapat 100 penderita baru penyakit kanker setiap tahun (Aditama, 2009). Pola frekuensi relatif jenis kanker yang sering didapati di Indonesia secara berurutan adalah kanker leher rahim (serviks), hati, payudara, paru-paru, kulit, nasofaring, limfoma, leukimia dan kolon (Reksodiputro, 1991).
Pengobatan penyakit kanker telah dilakukan secara intensif. Chemotherapy dengan menggunakan obat-obatan antikanker seperti flourasil, metotreksat dan cisplatin telah dilakukan, namun timbulnya mekanisme multidrug resistance (MDR) akan mengurangi daya kerja obat-obatan ini. Radiotherapy dengan metode penyinaran juga telah banyak dimanfaatkan tetapi kurang efektif, memerlukan biaya yang mahal, terlalu toksik, serta menunjukkan efek samping yang serius. Penelitian tentang penyakit kanker dan cara pengobatannya terus dikembangkan, di antaranya adalah kehadiran senyawa kompleks logam yang diharapkan menjadi obat anti kanker baru yang lebih baik, efektif dan efisien.
Peran senyawa kompleks logam yang diterapkan dalam bidang kedokteran menjadi topik-topik hangat dalam kimia bioanorganik (Szacilowski, et al., 2005 ; Mudasir, 2006). Salah satu topik menarik dan terus berkembang adalah interaksi molekul kecil termasuk di dalamnya kompleks logam dengan DNA. Topik ini menarik karena umumnya molekul-molekul kecil yang dapat berinteraksi dengan DNA adalah senyawa-senyawa yang menunjukkan aktivitas obat (terapetik), terutama dalam bidang chemotherapy dan terapi fotodinamik kanker atau senyawa-senyawa yang bersifat racun bagi tubuh (Mudasir, 2006). Oleh karena itu, dengan memahami perilaku dan sifat-sifat interaksi senyawa kompleks logam dengan DNA diharapkan dapat membantu memahami mekanisme kerja obat-obat dan mekanisme toksisitas kompleks logam pada tingkat molekular.
Kompleks logam dengan asam pikolinat merupakan produk degradasi dari tryptophan (Barandika et al., 1999). Studi kompleks pikolinat menunjukkan aktivitas biologi, dapat menginduksi sel murine leukemia HL-60 (Heren et al., 2006), dapat menghambat pertumbuhan mycobacterium ovium complex (Shimizu et al., 2006), dan beberapa laporan kompleks logam-pikolinat menunjukkan pengaruh dalam menghambat pertumbuhan sel-sel kanker. Seperti yang telah dilaporkan oleh Van Rijt, (2008), kompleks osmium(II) pikolinat memberikan pengaruh yang sama dalam menghambat sel-sel kanker seperti cisplatin yang selama ini dikenal sebagai obat chemotherapy kanker. Kompleks kobalt-aspirin seperti yang telah dilaporkan oleh Ingo (2009), juga memberikan pengaruh dalam menghambat sel-sel tumor. Kompleks kobalt-organologam seperti pada [Co2(CO)6] yang selama ini dikenal sebagai antitumor, potensi antitumornya lebih meningkat ketika dipadukan dengan aspirin (asam asetil salisilat). Aspirin adalah golongan nonsteroidal antirheumatics (NSARs) yang telah lama dikenal dalam bidang farmakologi sebagai antiradang dan penghilang rasa sakit. Efek NSARs diduga melibatkan gugus karboksilat yang melakukan penghambatan enzim cyclooxygenase (Ingo, 2009). Gugus karboksilat ini dijumpai juga pada asam pikolinat (2-piridin karboksilat) maupun dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat) yang terikat pada cincin piridinnya.
Dengan penambahan satu gugus karboksilat pada cincin piridin ligan pikolinat dan terbentuk struktur dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat), diharapkan kompleks logam yang dihasilkan memiliki interaksi yang lebih besar dalam menghambat sel-sel anti kanker dan menunjukkan peningkatan bioaktivitas lainnya (Martak, 2008). Kompleks logam dipikolinat seperti yang telah dilaporkan oleh Yang et al., (2002) memberikan pengaruh dalam mereduksi hyperlipidemia pada diabetes. Demikian juga laporan Colak et al., (2009) yang menunjukkan kompleks logam dipikolinat berpengaruh sebagai inhibitor pertumbuhan bakteri.
manusia dapat melihat medan magnet
Tanpa disadari, manusia sebenarnya bisa melihat medan magnet bumi karena adanya suatu senyawa dalam mata. Ada kemungkinan, nenek moyang manusia dulu punya kemampuan tersebut. Sebuah studi menunjukkan bahwa ada kemungkinan protein bernama cryptochrome terdapat pada retina. Protein tersebut banyak didapati pada hewan dan tumbuhan sehingga beberapa spesies bisa menggunakan medan magnet bumi untuk melakukan navigasi.
Cryptochrome
Cryptochrome
Elektron dalam molekul cryptochrome saling terkait. Medan magnet bumi menyebabkan elektron bergoyang. Reaksi kimiawi untuk merespons goyangnya elektron tersebut membuat burung dapat melihat medan maget dalam warna-warni. Para peneliti sebelumnya mengira cryptochrome tidak memiliki banyak keuntungan bagi manusia sehingga tidak dapat mengenali medan magnet seperti burung. Karenanya, manusia butuh patokan atau perangkat GPS untuk mengetahui arah.
Sangkaan ini yang sepertinya harus diubah setelah para ahli saraf dari University of Massachusetts melakukan penelitian. Mereka mengambil cryptochrome dari manusia dan memberikannya pada lalat buah yang kehilangan kemampuan melihat medan magnet. Hasilnya, seperti dilaporkan Wired Science, lalat buah kembali memiliki kemampuan melihat medan magnet. Sayangnya pada manusia, cara kerja cryptochrome tidak seperti pada lalat. "Kami tidak tahu apakah kerja molekul itu sama pada retina manusia. Tapi kemungkinan itu ada," kata Steven Reppert, ahli saraf dari University of Massachusetts.
Saat ini ilmuwan mengetahui bahwa cryptochrome pada manusia berfungsi sebagai jam molekul, bukan sebagai kompas. Tapi para peneliti menduga bahwa nenek moyang manusia terbantu dengan adanya protein tersebut untuk menentukan arah. Jika suatu saat para peneliti berhasil mengembalikan kemampuan tersebut... selamat tinggal perangkat GPS.
Cryptochrome
Cryptochrome
Elektron dalam molekul cryptochrome saling terkait. Medan magnet bumi menyebabkan elektron bergoyang. Reaksi kimiawi untuk merespons goyangnya elektron tersebut membuat burung dapat melihat medan maget dalam warna-warni. Para peneliti sebelumnya mengira cryptochrome tidak memiliki banyak keuntungan bagi manusia sehingga tidak dapat mengenali medan magnet seperti burung. Karenanya, manusia butuh patokan atau perangkat GPS untuk mengetahui arah.
Sangkaan ini yang sepertinya harus diubah setelah para ahli saraf dari University of Massachusetts melakukan penelitian. Mereka mengambil cryptochrome dari manusia dan memberikannya pada lalat buah yang kehilangan kemampuan melihat medan magnet. Hasilnya, seperti dilaporkan Wired Science, lalat buah kembali memiliki kemampuan melihat medan magnet. Sayangnya pada manusia, cara kerja cryptochrome tidak seperti pada lalat. "Kami tidak tahu apakah kerja molekul itu sama pada retina manusia. Tapi kemungkinan itu ada," kata Steven Reppert, ahli saraf dari University of Massachusetts.
Saat ini ilmuwan mengetahui bahwa cryptochrome pada manusia berfungsi sebagai jam molekul, bukan sebagai kompas. Tapi para peneliti menduga bahwa nenek moyang manusia terbantu dengan adanya protein tersebut untuk menentukan arah. Jika suatu saat para peneliti berhasil mengembalikan kemampuan tersebut... selamat tinggal perangkat GPS.
Fusible Plug Sebagai Instrumen F&G Pada Platform Minyak Bumi
A. Pengertian Dasar
Instrumen fusible plug (gambar 1) merupakan logam berbentuk silinder yang bagian tengahnya tersegel lapisan logam tipis dengan titik leleh rendah (misal 100 oC). Alat ini didesain untuk melindungi peralatan proses yang sensitif terhadap tekanan tinggi. Jika terdapat peralatan proses dengan kondisi tertutup dan terdapat sumber api didekatnya, maka besar kemungkinan tekanan di dalamnya akan meningkat sampai akhirnya meledak. Atas dasar itulah, biasanya fusible plug ditempatkan sekitar peralatan proses yang tertutup (misal closed vessel).
Gambar 1. Instrumen Fusible Plug
Integrasi fusible plug dan pressure switch dapat menjadi suatu sistem terpadu penanggulangan kebakaran. Prinsip kerjanya dengan mendeteksi panas dari api pada platform produksi darat. TSE (Temperature Safety Element) seperti fusible plug yang terhubung dengan sprinkler/deluge valve (alat pemadam kebarakaran) merupakan salah satu sistem pendukung darurat. Gunanya untuk meminimalisir dampak pelepasan hidrokarbon pada suatu platform. Seperangkat instrumen ini tergolong sebagai SIS (Safety Instrumented System) yang diaplikasikan untuk menjamin safety, meliputi ESD (Emergency Shutdown System) dan F&G (Fire & Gas System).
Gambar 2. Panel Fusible Loop
Untuk membangun SIS menggunakan fusible plug dan pressure switch, dibutuhkan pula suatu panel yang berfungsi menjadi penengah di antara keduanya. Baik fusible plug (detektor api) maupun pressure switch membutuhkan tabung udara sebagai sumber sinyal pneumatik (instrument air/gas). Panel fusible loop (gambar 2) berfungsi memantau keadaan, mengendalikan pressure switch, dan meneruskan sinyal menuju sistem F&G. Panel fusible loop adalah suatu sistem yang tidak dapat kembali ke kondisi awal dengan sendirinya (non-resetable type). Setelah tekanan sistem berubah, maka diperlukan pergantian fusible plug baru (secara manual) agar panel dapat dipergunakan lagi di lain waktu. Pada akhirnya, instalasi sistem fusible loop panel sebaiknya disesuaikan dengan API RP 14C (Recommended Practice for Analysis, Design, Installation, and Testing of Basic Surface Safety System for Offshore Production Platforms)Pertama, fusible plug akan meleleh ketika variabel proses berada di luar rentang operasi normal (misal P>> atau T>>). Lalu aliran udara (yang awalnya tersumbat oleh fusible plug) akan terbuka dan sinyal pneumatik akan mengalir melalui pipa pembuluh (tubing) pada panel fusible loop. Aliran udara tersebut akan menyebabkan perubahan tekanan pada tubing yang selanjutnya menyebabkan pressure switch mencapai nilai batasnya (set point). Hasilnya, pressure switch akan meneruskan sinyal ke sistem F&G, bisa jadi alarm maupun aksi ESD.
B. Aplikasi Lanjutan
Gambar 3. Instrument Schematic Diagram for Fusible Loop Panel; Overall Equipment Layout
Selanjutnya sistem panel fusible loop dapat dikembangkan menjadi lebih kompleks, misalnya dengan logika voting 2oo3 (two out of three). Sistem tersebut secara arsitektur dibuat untuk menambah tingkat kepercayaan informasi pneumatik yang disampaikan oleh fusible plug. Sebagai contoh, fusible loop panel (gambar 3) yang awalnya terhubung ke pressure switch diganti menjadi pressure transmitter. Sinyal pneumatik (misal 3.5-10 Barg) yang sampai di pressure transmitter akan diubah menjadi sinyal elektrik (misal 4-20 mA) dan selanjutnya menjadi input terhadap SSS (Safety Shutdown Systems). Apabila terdapat 2 input pressure transmitter dengan logika 1, maka output SSS adalah logika 1 juga (artinya nilai input pressure transmitter yang ketiga tidak diperhitungkan).
Gambar 4. Instrument Loop Diagram for Pressure Transmitter to SSS
Contohnya adalah loop diagram pada gambar 4 yang menjelaskan tentang rute kabel dari pressure transmitter (di lapangan) ke SSS (di ruang control room). Berfungsi sebagai pelindung kabel dari gangguan sinyal dan arus singkat, marshalling cabinet dan SPD (Surge Protection Device) berada di antara keduanya. Dengan memasang tiga pressure transmitter, maka SSS akan memiliki tiga input analog. Sebagai tempat tujuan terakhir, ketiga kabel pressure transmitter akan terpasang pada modul I/O SSS dengan alamat (address) dan petak (slot) tertentu. Pemrogramannya dapat dibuat seperti rangkaian seri-paralel untuk mengakomodasi logika voting 2oo3 terhadap output-nya (bisa jadi alarm maupun aksi ESD).
fungsi gelombang dapat di ukur secara lansung
Fungsi gelombang pertama kali diciptakan oleh fisikawan Austria Erwin Schrodinger, untuk menangani salah satu fenomena dunia kuantum dualisme gelombang partikel. Namun, fungsi gelombang itu sendiri tidak memberikan gambaran fisik apa pun sampai Max Born mengusulkan untuk mengkuadratkan nilai mutlaknya. Selanjutnya, amplitudo fungsi gelombang yang telah dikuadratkan itu ditafsirkan sebagai kemungkinan menemukan partikel berada pada tempat dan saat tertentu. Bersamaan dengan itu, Born juga memperkenalkan metode pengukuran di bawah aturan-aturan yang ditetapkannya.
Dalam perkembangan selanjutnya para ahli menggunakan metode pengukuran tak langsung yang dikenal dengan tomografi kuantum. Dengan estimasi bahwa fungsi gelombang konsisten terhadap berbagai kumpulan hasil pengukuran, mereka melakukan banyak pengukuran, mencatat hasilnya dalam tabel yang nantinya digunakan untuk memprediksikan nilai-nilai pada kolom yang kosong. Jeff Lunden, seorang peneliti dalam bidang terkait mengibaratkan metode ini seperti meneliti sebuah gelombang air dengan cara menyinarinya dengan cahaya yang digerak-gerakkan lalu mengukur bayangannya di dasar kolam. Namun metode pengukuran tak langsung ini hanya melipat-gandakan masalah dalam menentukan fungsi gelombang. Lagipula fungsi gelombang terlalu rapuh, seperti gelembung sabun yang mudah pecah ketika disentuh untuk diteliti. Fisikawan Sanford, Onur Hosten bahkan menyatakan bahwa mengukur fungsi gelombang itu saja nyaris tidak mungkin dilakukan.
Tetapi kini tim fisika Kanada yang dikepalai oleh Jeff Lundeen berhasil menemukan cara baru untuk mengukur fungsi gelombang, bahkan secara langsung. Mereka menggabungkan sistem pengukuran kuat yang memberikan kepastian yang mantap tetapi menghancurkan fungsi gelombang, dan pengukuran lemah yang memberikan informasi yang kurang pasti namun hanya merusak sebagian kecil darinya.
Lundeen dkk. mendemonstrasikan hasil kerja mereka dengan bantuan banyak foton-tuggal sebagai partikel uji. Foton-foton itu ditransmisikan melalui serat optik dengan tujuan agar mereka mempunyai fungsi gelombang yang sama. Setelah ditembakkan, lalu foton itu dipolarisasikan sehingga mereka mendapat dua variabel dari satu keadaan foton untuk diukur. Pertama mereka mengukur lokasinya secara kasar, hal ini mengakibatkan fungsi gelombang itu tetap stabil. Kemudian sisa foton digunakan untuk mengukur momentumnya secara akurat dan akhirnya memetakan fungsi gelombangnya. Intinya, pengukuran pertama dikerjakan dengan cara halus sehingga tidak membatalkan hasil dari pengukuran kedua. Sayangnya, metode ini hanya berlaku jika telah diketahui secara pasti bahwa foton-foton uji itu memiliki keadaan kuantum yang sama.
Dengan demikian, tim tersebut tidak hendak menggugurkan mekanika kuantum. Nyatanya, prinsip ketidakpastian Heinsenberg masih berlaku. Mereka tidak memperkenalkan metode yang lebih baik untuk menjelaskan fenomena kuantum, mereka hanya memperkenalkan “metode lain” semata. Selain itu, untuk sementara partikel tunggal yang diuji baru foton. Meskipun begitu ini bukan berarti sebuah kegagalan, justru temuan tim Lundeen ini merupakan kemajuan. Ia memprediksikan, dalam waktu dekat metodenya juga dapat disesuaikan untuk mengukur fungsi gelombang partikel-partikel lain seperti ion, molekul dan elektron.
Sumber :
http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7350/full/nature10120.html
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/330958/title/Wave_function_directly_measured_
Dalam perkembangan selanjutnya para ahli menggunakan metode pengukuran tak langsung yang dikenal dengan tomografi kuantum. Dengan estimasi bahwa fungsi gelombang konsisten terhadap berbagai kumpulan hasil pengukuran, mereka melakukan banyak pengukuran, mencatat hasilnya dalam tabel yang nantinya digunakan untuk memprediksikan nilai-nilai pada kolom yang kosong. Jeff Lunden, seorang peneliti dalam bidang terkait mengibaratkan metode ini seperti meneliti sebuah gelombang air dengan cara menyinarinya dengan cahaya yang digerak-gerakkan lalu mengukur bayangannya di dasar kolam. Namun metode pengukuran tak langsung ini hanya melipat-gandakan masalah dalam menentukan fungsi gelombang. Lagipula fungsi gelombang terlalu rapuh, seperti gelembung sabun yang mudah pecah ketika disentuh untuk diteliti. Fisikawan Sanford, Onur Hosten bahkan menyatakan bahwa mengukur fungsi gelombang itu saja nyaris tidak mungkin dilakukan.
Lundeen dkk. mendemonstrasikan hasil kerja mereka dengan bantuan banyak foton-tuggal sebagai partikel uji. Foton-foton itu ditransmisikan melalui serat optik dengan tujuan agar mereka mempunyai fungsi gelombang yang sama. Setelah ditembakkan, lalu foton itu dipolarisasikan sehingga mereka mendapat dua variabel dari satu keadaan foton untuk diukur. Pertama mereka mengukur lokasinya secara kasar, hal ini mengakibatkan fungsi gelombang itu tetap stabil. Kemudian sisa foton digunakan untuk mengukur momentumnya secara akurat dan akhirnya memetakan fungsi gelombangnya. Intinya, pengukuran pertama dikerjakan dengan cara halus sehingga tidak membatalkan hasil dari pengukuran kedua. Sayangnya, metode ini hanya berlaku jika telah diketahui secara pasti bahwa foton-foton uji itu memiliki keadaan kuantum yang sama.
Dengan demikian, tim tersebut tidak hendak menggugurkan mekanika kuantum. Nyatanya, prinsip ketidakpastian Heinsenberg masih berlaku. Mereka tidak memperkenalkan metode yang lebih baik untuk menjelaskan fenomena kuantum, mereka hanya memperkenalkan “metode lain” semata. Selain itu, untuk sementara partikel tunggal yang diuji baru foton. Meskipun begitu ini bukan berarti sebuah kegagalan, justru temuan tim Lundeen ini merupakan kemajuan. Ia memprediksikan, dalam waktu dekat metodenya juga dapat disesuaikan untuk mengukur fungsi gelombang partikel-partikel lain seperti ion, molekul dan elektron.
Sumber :
http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7350/full/nature10120.html
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/330958/title/Wave_function_directly_measured_
converstation
- Easy Topics
- Today's News
- Daily English Lessons
- Articles and Topics for Discussion
- Speaking Tasks
- Current Topics
- Videos to Talk About
- For Your Information: Articles
- Topics for Speaking Practice
- Role Play Topics
- Simple Tasks for Practice
- Something to talk about
- Phrases for Conversation
- Situations for Conversation
- Conversation Questions for the ESL/EFL Classroom (from I-TESL Journal)
- Conversation Topics (from International Center)
- Talking Topics
- Conversation Topics (from Conversation Exchange
- English Conversation Partners
Selasa, 08 November 2011
pemuaian zat (smp kls 7)
Kereta api merupakan alat transportasi darat yang relatif aman dan nyaman serta dapat mengangkut penumpang dalam jumlah yang banyak. Kereta berjalan di atas rel. Pada sambungan rel kereta api terdapat sebuah celah, Mengapa harus ada celah? Celah tersebut pada malam hari lebar, sedangkan siang hari menjadi sempit karena terkena sinar matahari.
Sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas.
Pemuaian Zat Padat
Coba kamu amati bingkai kaca jendela di ruang kelasmu! Adakah bingkai jendela yang melengkung? Tahukah kamu apa sebabnya? Bingkai jendela tersebut melengkung tidak lain karena mengalami pemuaian. Pemuaian yang terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
1. Pemuaian Panjang
Pernahkah kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar
Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan
Keterangan:
L = Panjang akhir (m)
L0 = Panjang mula-mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt = kenaikan suhu (ºC)
2. Pemuaian Luas
Jika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m^2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah
Keterangan:
A = Luas akhir (m2)
Δ0 = Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas mula-mula (m2)
β = Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)
Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
3. Pemuaian Volume
Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar
dimana
Keterangan:
V = Volume akhir (m^3)
V0 = Volume mula-mula (m^3)
ΔV = Pertambahan volume (m^3)
γ = Koefisien muai volume (/ºC)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)
Pemuaian Zat Cair
Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.
Anomali Air
Khusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0º C sampai 4º C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4ºC air mempunyai volume terendah. Hubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada grafik berikut.
Pada suhu 4ºC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0ºC – 4ºC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4ºC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda. Lakukan kegiatan berikut untuk menyelidiki kecepatan pemuaian pada berbagai macam zat cair.
Pemuaian pada Gas
Mungkin kamu pernah menyaksikan mobil atau motor yang sedang melaju di jalan tiba-tiba bannya meletus?. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal.
Pemuaian pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai
γ adalah koefisien muai volume. Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 ºC^-1
Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu:
a. pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),
b. pemuaian gas pada tekanan tetap (isobar), dan
c. pemuaian gas pada volume tetap (isokhorik).
1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)
Pernahkah kalian memompa ban dengan pompa manual. Apa yang kalian rasakan ketika baru pertama kali menekan pompa tersebut? Apa yang kalian rasakan ketika kalian menekannya lebih jauh? Awalnya mungkin terasa ringan. Namun, lama kelamaan menjadi berat. Hal ini karena ketika kita menekan pompa, itu berarti volume gas tersebut mengecil. Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap. Dirumuskan sebagai:
Keterangan:
P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (L)
2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap (Isobar)
Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan sebagai:
Keterangan:
V = volume (L)
T = suhu (K)
3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap (Isokhorik)
Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Hukum Boyle-Gay Lussac dirumuskan sebagai
Dengan menggabungkan hukum boyle dan hukum Gay Lussac diperoleh persamaan
Keterangan:
P = tekanan (atm)
V = volume (L)
T = suhu (K)
Latihan Yuk!!
Sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas.
Pemuaian Zat Padat
Coba kamu amati bingkai kaca jendela di ruang kelasmu! Adakah bingkai jendela yang melengkung? Tahukah kamu apa sebabnya? Bingkai jendela tersebut melengkung tidak lain karena mengalami pemuaian. Pemuaian yang terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.
1. Pemuaian Panjang
Pernahkah kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.
Alat Musschenbroek
Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar
Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan
Keterangan:L = Panjang akhir (m)
L0 = Panjang mula-mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt = kenaikan suhu (ºC)
Beberapa Koefisien Muai Panjang Benda
2. Pemuaian Luas
Jika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m^2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah
Keterangan:A = Luas akhir (m2)
Δ0 = Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas mula-mula (m2)
β = Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)
Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
3. Pemuaian Volume
Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar
dimana
Keterangan:
V = Volume akhir (m^3)
V0 = Volume mula-mula (m^3)
ΔV = Pertambahan volume (m^3)
γ = Koefisien muai volume (/ºC)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)
Pemuaian Zat Cair
Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.
Anomali AirKhusus untuk air, pada kenaikan suhu dari 0º C sampai 4º C volumenya tidak bertambah, akan tetapi justru menyusut. Pengecualian ini disebut dengan anomali air. Oleh karena itu, pada suhu 4ºC air mempunyai volume terendah. Hubungan volume dengan suhu pada air dapat digambarkan pada grafik berikut.
Pada suhu 4ºC, air menempati posisi terkecil sehingga pada suhu itu air memiliki massa jenis terbesar. Jadi air bila suhunya dinaikkan dari 0ºC – 4ºC akan menyusut, dan bila suhunya dinaikkan dari 4ºC ke atas akan memuai. Biasanya pada setiap benda bila suhunya bertambah pasti mengalami pemuaian. Peristiwa yang terjadi pada air itu disebut anomali air. Hal yang sama juga terjadi pada bismuth dengan suhu yang berbeda. Lakukan kegiatan berikut untuk menyelidiki kecepatan pemuaian pada berbagai macam zat cair.Pemuaian pada Gas
Mungkin kamu pernah menyaksikan mobil atau motor yang sedang melaju di jalan tiba-tiba bannya meletus?. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal.
Pemuaian pada gas adalah pemuaian volume yang dirumuskan sebagai
γ adalah koefisien muai volume. Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 ºC^-1Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu:
a. pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),
b. pemuaian gas pada tekanan tetap (isobar), dan
c. pemuaian gas pada volume tetap (isokhorik).
1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)
Pernahkah kalian memompa ban dengan pompa manual. Apa yang kalian rasakan ketika baru pertama kali menekan pompa tersebut? Apa yang kalian rasakan ketika kalian menekannya lebih jauh? Awalnya mungkin terasa ringan. Namun, lama kelamaan menjadi berat. Hal ini karena ketika kita menekan pompa, itu berarti volume gas tersebut mengecil. Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas adalah tetap. Dirumuskan sebagai:
Keterangan:P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (L)
2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap (Isobar)
Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan sebagai:
Keterangan:V = volume (L)
T = suhu (K)
3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap (Isokhorik)
Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya. Hukum Boyle-Gay Lussac dirumuskan sebagai
Dengan menggabungkan hukum boyle dan hukum Gay Lussac diperoleh persamaan
Keterangan:P = tekanan (atm)
V = volume (L)
T = suhu (K)
Latihan Yuk!!
- Batang logam panjangnya 300 cm dipanaskan dari 25ºC hingga 225ºC mengalami pertambahan panjang sebesar 0,6 cm. Berapa pertambahan batang logam yang sama dengan panjang 200 cm dan dipanaskan dari 20ºC hingga suhu 320ºC
- Sekeping aluminium panjangnya 40 cm dan lebarnya 30 cm dipanaskan dari 40ºC sampai 140ºC. Jika koefisien muai panjang aluminium adalah 2,5 x 10^-5 /º C, berapakah luas keping aluminium setelah dipanaskan?
- Besi berbentuk kubus pada suhu 20ºC memiliki panjang rusuk 10 cm. Kubus tersebut dipanaskan hingga suhu 220ºC. Berapa volume kubus pada suhu 220ºC jika koefisien muai panjang besi 1,2 x 10^5/ºC?
- Jelaskan pengertian anomali air!
- Apa yang dimaksud dengan titik tripel dan titik kritis?
- Sebutkan tiga contoh pemanfaatan prinsip pemuaian zat cair dalam kehidupan sehari-hari!
- Suatu gas suhunya 27ºC dipanaskan pada tekanan tetap. Berapa suhu gas tersebut saat volume gas menjadi 3 kali volume semula?
- Gas di dalam ruang tertutup pada suhu 27ºC dan tekanan 2 atm memiliki volume 2,4 L. Berapa volume gas tersebut pada suhu 227ºC dan tekanan 3 atm?
- Sejumlah gas dengan volume 4 L pada tekanan 1,5 atm dan suhunya 27ºC. Kemudian gas tersebut dipanaskan hingga suhunya 47ºC dan volumenya 3,2 L. Berapakah tekanan gas setelah dipanaskan?
Langganan:
Postingan (Atom)