INDAHNYA FISIKA

Paul Dirac : Si Jenius Dalam Sejarah Fisika

19 November 2008

Paul Andrien Maurice Dirac

Lebih dari seratus tahun yang lalu, tepatnya pada 8 Agustus 1902, lahirlah seorang anak yang diberi nama Paul Andrien Maurice Dirac di Bristol Inggris. Siapa sangka di kemudian hari anak yang bernama Paul Dirac ini akan menjadi fisikawan besar Inggris yang namanya dapat disejajarkan dengan Newton, Thomson, dan Maxwell. Melalui teori kuantumnya yang menjelaskan tentang elektron, Dirac menjelma menjadi fisikawan ternama di dunia dan namanya kemudian diabadikan bagi persamaan relativistik yang dikembangkannya yaitu persamaan Dirac. Tulisan ini dibuat untuk mengenang kembali perjalanan kariernya yang cemerlang dalam bidang fisika teori.

Dirac kecil tumbuh dan besar di Bristol. Ayahnya yang berasal dari Swiss bernama Charles lahir di kota Monthey dekat Geneva pada tahun 1866 dan kemudian pindah ke Bristol Inggris, untuk menjadi guru bahasa Prancis di Akademi Teknik Merchant Venturers. Ibunya bernama Florence Holten, wanita yang lahir di Liskeard pada tahun 1878 dan menjadi pustakawan di kota Bristol. Ayah dan Ibu Dirac menikah di Bristol pada tahun 1899 dan memiliki tiga orang, anak dua laki-laki (dimana Paul adalah yang lebih muda) dan seorang perempuan. Setelah menyelesaikan pendidikan SMA dan sekolah teknik, Paul Dirac melanjutkan studi di Jurusan teknik elektro Universitas Bristol pada tahun 1918 untuk belajar menjadi insinyur teknik elektro. Pilihannya ini diambil berdasarkan anjuran ayahnya yang menginginkan Paul mendapatkan pekerjaan yang baik.

Dirac menyelesaikan kuliahnya dengan baik, tetapi dia tidak mendapatkan pekerjaan yang cocok paska berkecamuknya perang dunia pada saat itu. Keinginannya adalah pergi ke Universitas Cambridge untuk meperdalam matematika dan fisika. Dia diterima di akademi St John Cambridge pada tahun 1921, tetapi hanya ditawarkan beasiswa yang tidak memadai untuk menyelesaikan kuliahnya. Untungnya dia sanggup mengambil kuliah matematika terapan di Universitas Bristol selama dua tahun tanpa harus membayar uang kuliah dan tetap dapat tinggal di rumah. Setelah itu pada tahun 1923 dia berhasil mendapatkan beasiswa penuh di akademi St John dan dana penelitian dari Departemen perindustrian dan sains, tetapi dana inipun belum bisa menutupi jumlah biaya yang diperlukan untuk kuliah di Cambridge. Pada akhirnya Paul Dirac berhasil mewujudkan keinginannya kuliah di Akademi St John karena adanya permintaan dari pihak universitas. Di Cambridge Paul Dirac mengerjakan semua pekerjaan sepanjang hidupnya sejak kuliah paska sarjananya pada tahun 1923 sampai pensiun sebagai profesor (lucasian professor) pada tahun 1969. Dirac membuktikan bahwa dirinya pantas mendapatkan beasiswa yang diberikan pihak universitas untuk kuliah di Cambridge.

 

USAHA DAN ENERGI

PENGERTIAN USAHA

Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Jika gaya dilambangkan dengan F dan perpindahan dengan s maka secara matematika Usaha dapat dituliskan menjadi

W = F.s

dimana : W = Usaha (Joule)

F = Gaya (N)

s = Perpindahan (m)

Kata – kata usaha sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, tapi pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari tidak sama persis dengan pengertian usaha dalam fisika. Tetapi jika kita menggunakan ilmu makna maka pengertiannya akan sama.

Usaha dalam kehidupan sehari – hari merupakan kegiatan yang dilakukan seseorang untuk mencukupi kebutuhan hidupnya. Bila kita perhatikan dengan seksama maka ketika orang mencari uang dia juga mengeluarkan gaya / energi dan untuk mendapatkan uang dia harus melakukan perpindahan / bergerak, dari sini maka pengertian usaha dalam kehidupan dengan di fisika hampir sama.

Selain pengertian di atas jika dihubungkan dengan energi maka Usaha dapat didefinisikan sebagai Besarnya perubahan energi yang digunakan, sehingga selain persamaan diatas Usaha juga dapat dirumuskan :

W = ΔE

Sedangkan Energi itu ada bermacam -  macam. Sebagai contoh energi potensial, kinetik, dan mekanik. Sehingga Usaha juga dapat dihitung dengan menggunakan perubahan energi potensial, kinetik atau mekanik.

USAHA OLEH GAYA YANG MEMBENTUK SUDUT

Persamaan diatas (W = F.s) itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan. Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap perpindahan maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan dapat digunakan jika kita menambahkan cos θ dalam persamaan tersebut. Dimana θ adalah besar sudut antara gaya terhadap perpindahan.

Hasil akhir persamaannya menjadi :

W = Fcos θ.s

Perhatikan gambar di bawah ini

Pencari Tuhan di Dunia Fisika

kita mungkin di dunia ini sepakat seratus persen dengan apa yang  katakan tapi itu cukup hanya sampai dua dasawarsa lalu ketika ilmu fisika modern/mekanika kuantum berkembang pesat dan memunculkan banyak teori dan aliran-aliran yang cukup mengguncang nalar fisis para fisikawan. Walaupun belum bisa dibuktikan,namun cukup menarik untuk dijadikan bahan diskusi. Di kesempatan kali ini, saya hanya akan menjelaskan salah satu teori/aliran yang menurut saya menarik,kenapa?, ia menentang apa yang dikatakan  bahwa manusia tak dapat hidup di dua keadaan sekaligus. Teori ini dalam dunia fisika kuantum disebut dengan aliran Many world Interpretation (MWI).

Untuk menjelaskan teori ini,saya mulai dari kasus Paradoks Kucing Schrodinger. Tahu toh?, kenal toh? Saya malah kenal teori ini justru dari Novelnya Dee, Supernova (Ksatria Putri dan Bintang Jatuh) Schrodinger mengemukakan Paradoks sebagai berikut :
“contohnya ada sebuah kotak. Di dalamnya disiapkan labu gas beracun dan palu yang terhubung dengan pencacah Geiger. Jika pencacah Geiger berbunyi, maka palu akan jatuh dan memecah labu gas beracun.lalu dimasukkan seekor kucing bersama zat radioaktif, yang probabilitas peluruhannya sebesar 50% dalam satu jam. Dengan demikian, setelah satu jam, selama kotak tadi tidak dibuka. kemungkinannya sama — yakni gas beracun mengalir yang berakibat kucing mati, atau labu gas beracun tetap aman yang artinya kucing tetap hidup.Ini berarti kucing mati sekaligus hidup. Bagaimana mungkin ini terjadi?

Nalar fisis kita pastilah menolak kemungkinan bahwa kucing itu bisa hidup di dua keadaan,. dalam kasus paradox kucing schrodinger tentunya kita menganggap bahwa kucing itu jika tidak mati, ya hidup. Tapi teori MWI memungkinkan jika kucing itu bisa hidup di dua keadaan. Keduanya hidup dalam dunia yang parallel. Jadi jika ternyata di dunia ini kita mendapatkan kucing dalam keadaan mati, maka di dunia lain yang parallel dengan kita maka kucing itu kemungkinan dalam keadaan hidup. Lantas bagaimanakah terciptanya dunia parallel?. Dunia fisika mengenal istilah Superposisi gelombang yakni keadaaan dimana posisi benda/partikel berada dalam tak bisa diukur secara pasti (misalnya posisi electron yang mengitari inti atom), yang bisa diukur hanya kemungkinannya. Ketika Superposisi menurut MWI terjadi, maka terdapat n buah kemungkinan masa depan. Dititik ini alam semesta kita akan bercabang menjadi n buah untuk menampung semua masa depan yang ada. Cuma kenapa kemungkinan yang lain itu tak teramati, disebabkan adanya beda fasa yang terjadi. MWI juga menganggap bahwa setiap keadaan kuantum tak bisa dipisahkan dengan pengamat, lingkungan alam, atom tetangga, dll. Jadi jika terjadi superposisi di skala atom, maka yang terbelah bukan hanya atom itu saja. Namun seluruh semesta alam termasuk kita akan split (terbelah) di saat yang sama! Begh.

LABORATORIUM VIRTUAL

penggunaan laboratorium fisual dapat membantu kita menjelaskan meteri  yang susuh diterapkan di dunia nyata dalam artian laboratorium virtual dapat membantu secara maksimal dalam menjalankan praktek fisika dengan lebih mudah dan mengasikkan

contohnya pada penerapan hukum pada gerak dan penerapan kerja materi yang lain yang dianggap tidak bisa dilakukan di praktek yang sebarnya....
laboratorium virtual dapat di dapatkan
silahkan petinjau disini (http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics) semoga dapat membantu kalian dalam penerapan ilmu-ilmu fisika yang tadinya membosankan di sulap menjadi mengasyikkan