Asal Mula Petir Masih Misteri
Sebelumnya, petir dipahami sebagai lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda. Tapi fisikawan AS menunjukkan medan listrik dalam teori petir yang ada sekarang tidak bisa membesar hingga cukup untuk menghasilkan halilintar.
Legenda Yunani kuno, menyebutkan konon bumi ini dikuasai sejumlah dewa, di antaranya adalah Zeus, Dewa Petir. Ia bisa menghukum siapa saja dengan petir yang bisa dilecut dari tangannya. Tiada ampun bagi korbannya. Begitulah legenda. Namun lepas dari semua itu, kasus orang tersambar petir ternyata masih terjadi pada masa sekarang ini, bahkan ada yang mengalaminya beberapa kali. Padahal sudah lebih dari empat abad Benjamin Franklin menaklukkan petir dengan layang-layang yang digantungi kunci.
Seperti diketahui, selama ini petir dipahami sebagai lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda. Prinsip dasarnya kira-kira sama dengan lompatan api pada busi. Di alam sekitar kita, petir biasa terjadi pada awan yang tengah membesar menuju awan badai. Begitu besarnya sampai-sampai ketika petir itu melesat, tubuh awan akan terang dibuatnya. Dan, sebagai akibat udara yang terbelah, sambarannya yang rata-rata memiliki kecepatan 150.000 km/detik itu juga akan menimbulkan bunyi yang menggelegar bunyi yang biasa disebut: geluduk, guntur, atau halilintar. Dalam musim penghujan seperti saat inilah awan-awan jenis ini banyak terbentuk.
Saat akumulasi muatan listrik dalam awan tersebut telah membesar dan stabil, lompatan listrik (eletric discharge) yang terjadi pun akan merambah massa bermedan listrik lainnya, dalam hal ini adalah bumi. Penghubung yang 'digemari', merujuk Hukum Faraday, tak lain adalah bangunan, pohon, atau tiang-tiang metal berujung lancip.
Memang belum ada ilmuwan yang pernah mendalami betul bagaimana terjadinya fenomena alam ini. Namun, mereka menduga hingga lompatan bunga api listriknya sendiri terjadi, ada beberapa tahapan yang biasanya dilalui. Pertama, pemampatan muatan listrik pada awan bersangkutan. Umumnya, akan menumpuk di bagian paling atas awan adalah listrik muatan negatif; di bagian tengah adalah listrik bermuatan positif; di bagian dasar adalah muatan negatif yang berbaur dengan muatan positif. Pada bagian bawah inilah petir biasa berlontaran.
Besar medan listrik minimal yang memungkinkan terpicunya petir ini adalah sekitar 1.000.000 volt per meter. Bayangkan betapa mengerikannya jika lompatan bunga api ini mengenai tubuh makhluk hidup!
Akibat kondisi tertentu, bumi yang cenderung menjadi peredam listrik statis, bisa pula ikut berinteraksi. Hal ini dimungkinkan jika pada suatu luasan tertentu terjadi pengonsentrasian listrik bermuatan positif. Apakah itu di bawah bangunan atau pohon. Ketika beda muatan antara dasar awan dengan ujung bangunan/pohon sudah mencapai batas tertentu, akan menjadi suatu kejadian lumrah jika kemudian terjadi perpindahan listrik. Maka secara fisik kita akan melihatnya sebagai petir menyambar bangunan atau pohon. Muatan yang begitu besar selanjutnya akan segera menyebar ke seluruh bagian bangunan/pohon, untuk kemudian menjalar ke tanah dan ternetralisasi pada kedalaman yang mengandung air tanah.
Kondisi seperti itu sudah pasti amat berbahaya bagi orang-orang yang ada di sekitarnya. Jika sambarannya tak terlampau kuat, korbannya paling hanya mengalami cidera dan/atau shock. Namun jika serangannya kuat, korbannya akan tewas seketika karena selain terbakar ia akan menjadi 'penghantar' listrik yang besarnya mencapai ribuan volt.
Kemajuan teknologi sebenarnya telah memungkinkan cara-cara pengendalian arus listrik yang begitu besar dari langit itu. Yakni, dengan penangkal petir di mana arus listrik yang begitu besar ditangkap sebuah atau sejumlah pucuk tembaga runcing lalu dialirkan lewat 'jalan tol' berupa kawat tembaga yang terpasang di sisi bangunan dan langsung dibawa menuju air tanah.
Menurut penelitian, daerah serbuan petir sendiri tak selamanya merupakan daerah yang dinaungi awan-awan besar. Sejumlah kasus menunjukkan bahwa suatu daerah pernah mendapat sambaran petir hebat meski langit di atasnya bersih dari awan. Contoh paling ekstrem yang pernah dicatat terjadi di Hereford, Inggris. Suatu ketika sebuah petir kuat menyerbu sebuah gedung setelah petir ini menempuh perjalanan sekitar lima mil dari 'pusatnya'. Dari kejauhan sejumlah saksi melihatnya sebagai pemandangan yang begitu indah sekaligus mengerikan. (Handbook of Unusual Natural Phenomena, 1986).
Belum lama ini teori petir tersebut mendapat sangkalan. Menurut laporan website majalah Nature tanggal 17 November lalu, maket yang dibentuk oleh seorang fisikawan Amerika menunjukkan, bahwa medan listrik dalam teori petir yang ada sekarang tidak bisa membesar hingga cukup untuk menghasilkan halilintar, teori tradisional yang berhubungan dengan terjadinya petir dengan demikian dianggap teori yang keliru.
Hitungan yang dilakukan oleh Joseph Dwyer dari Institut Teknologi Florida, AS, menunjukkan bahwa jika hanya tergantung pada medan listrik dalam atmosfer, besarnya medan listrik tidak bisa mencukupi untuk menimbulkan petir. Ia mengatakan, "Ini berarti bahwa (teori terkait) harus dimulai dari awal."
Dwyer terutama bekerja dalam bidang penelitian partikel energi tinggi dalam ruang dimensi, namun setelah 2 tahun lalu ia pindah di Florida Tengah sebagai salah satu kawasan di dunia yang paling mudah menimbulkan petir, ia telah terbangkit minatnya atas laporan terhadap ledakan sinar-X dan sinar gamma raksasa, yang berhubungan dengan petir. Radiasi-radiasi energi tinggi ini biasanya hanya mudah dilihat di luar lapisan udara, lagi pula ketika melewati lapisan atmosfer kecepatannya menurun.
Sebagian besar ilmuwan percaya, bahwa saat setelah sebuah medan listrik terbentuk di atmosfer, maka petir akan terjadi. Meskipun tidak ada orang yang pernah melihat medan listrik ini, peneliti membayangkan itu hanya dikarenakan mereka tidak melihat petir yang cukup kuat.
Ketika Dwyer membuat maket tentang faktor yang menghasilkan radiasi energi tinggi dan melukiskan pembentukan medan listrik dalam cahaya kilat, ia sangat terkejut. Ia mendapati pelepasan sinar gamma dan sinar-X membuat medan listrik menyebar, mencegah medan listrik membesar hingga cukup menimbulkan petir. "Ini mungkin adalah sebuah terobosan teori yang penting," ujar Martin Uman dari Universitas Florida yang sedang menaruh perhatian meneliti petir. Ia telah memperlihatkan bahwa dalam volume kecil dapat membentuk seberapa besar takaran sinar-X dan sinar gamma.
Dalam ledakan petir, ketika arus udara naik dengan arus udara turun mendorong molekul air saling membentur menimbulkan menghasilkan elektron yang mengakibatkan medan listrik bertambah besar. Elektron-elektron ini pada akhirnya bisa mengatasi hambatan yang timbul pada waktu menembus udara, sekaligus dapat menambah kecepatan, dan beberapa elektron kecepatannya mendekati kecepatan cahaya. Menurut maket Dwyer, elektron-elektron berkecepatan tinggi ini saling berbenturan dengan partikel lainnya, saat sebelum terjadi ledakan sinar gamma atau sinar-X yang menyebabkan pelepasan energi dari medan listrik, dapat menembak jatuh lebih banyak elektron, sehingga dengan demikian menurunkan muatan listrik. Dwyer berpendapat, "Bahwa ini benar-benar adalah sebuah batas dasar yang berhubungan dengan tekanan listrik yang bisa bereksis seberapa besar dalam medan listrik." Dewasa ini, asal mula sesungguhnya tentang petir tetap merupakan sebuah misteri.
Minggu, 01 Februari 2009
Robot, Siap Menjadi Sepopuler Telepon Genggam
Sejak beberapa tahun lalu kita sudah merasakan kemudahan komunikasi dan kecepatan teknologi, seperti populernya telepon genggam, mobil, computer dan lain-lain. Keberadaan alat-alat tersebut sudah tidak bisa dipisahkan dari kehidupan manusia, dan sudah menjadi bagian dari hidup sehari-hari. Bagaimana dengan robot? Apakah di masa depan keberadaan robot juga akan menjadi hal yang 'biasa' ditengah kehidupan manusia?
Perusahaan Honda semenjak beberapa tahun yang lalu sudah mengembangkan Asimo, robot 'humanoid' atau robot yang didesain mirip dengan tubuh manusia. Asimo diperkenalkan sebagai robot yang berfungsi untuk menolong manusia dalam kehidupan sehari-hari, seperti menyiapkan minuman untuk tamu, mengambilkan kunci mobil yang tertinggal, atau bahkan sebagai asisten atau teman bermain keluarga. Asimo diklaim mampu menaiki tangga, menendang sepak bola, serta melakukan robot dance dengan gerakan telah diprogram sebelumnya.
Jika 'Asimo' diciptakan dengan bentuk manusia, ada pula robot-robot lain yang diciptakan dengan ukuran mini dan lebih bersifat entertainment atau menghibur. Robot-robot ini mampu melakukan gerakan yang lucu, menarik dan menggemaskan, sehingga populer dikalangan anak-anak.
Salah satu pencipta robot, Tomotaka Takahashi, berbagi cerita mengenai pengalamannya dalam mendesain robot. Takahashi adalah perakit robot profesional yang telah mempunyai segudang prestasi, salah satunya adalah dengan menciptakan karakter robot 'Evolta'. Evolta sebetulnya adalah nama merek baterai keluaran perusahaan Panasonic, yang telah meraih Guinness Book of Record sebagai baterai yang paling tahan lama. Takahashi bekerjasama dengan Panasonic, menciptakan karakter 'Evolta', robot mini yang mampu memanjat tali sepanjang 530 meter hanya dengan kekuatan 2 baterai AA Evolta. Uniknya, tali sepanjang 530 meter ini direntang di area Grand Canyon di Amerika, salah satu keunikan dalam rangka memecahkan rekor dunia. Evolta berhasil memanjat tali tersebut dalam total waktu 6 jam 39 menit, dan video rekaman ini telah menjadi iklan baterai Evolta, dan disiarkan di televisi sehingga wajah si mungil 'Evolta' semakin terkenal.
Tak berhenti sampai disini, Takahashi juga menciptakan robot perempuan, yang keberadaannya masih amat jarang. Robot perempuan mini ini dipamerkan dalam pameran 'Robo Japan 2008' dan mendapatkan sambutan positif dari para penonton karena gerakannya yang gemulai dan feminin.
"Saya pikir, sekarang ini tidak begitu banyak tipe robot perempuan, karena adanya masalah teknik. Pertama, sulit untuk memasukkan mesin dan baterai kedalam robot wanita. Saya harus menggunakan mesin yang lebih kecil sehingga hal tersebut mempersulit dalam hal mendesain. Kemudian, kebanyakan peneliti dan pencipta robot adalah lelaki, jadi kami tidak tahu bagaimana caranya menciptakan robot perempuan. [Mendesain] tidaklah sama dengan hanya sekedar memakaikan baju, atau memberikan rambut yang panjang, melainkan harus dari bentuknya, misalnya bentuk siku, dll. Kesulitan yang ketiga adalah robot perempuan tidak bisa stabil, karena mereka harus dibuat kurus. Jadi, seluruhnya ada 3 masalah, dan saya telah memecahkan masalah tersebut sehingga terciptalah robot perempuan ini." jelasnya panjang lebar.
Kepopuleran robot tidaklah terlepas dari kemajuan teknologi. Namun, ketika tekonogi semakin tak terkendali, manusia dapat dikalahkan oleh 'ilmu pengetahuan' dan melupakan jati dirinya sendiri. Dalam menciptakan robot maupun memajukan teknologi, manusia boleh menggunakan otak dan memaksimalkan daya gunanya, tetapi manusia tetap harus tetap menjadi tuan dan jangan sampai 'diperbudak' oleh teknologi. Tahukah anda bahwa robot yang secanggih apapun tetap tidak dapat menandingi otak manusia? Manusia yang dapat berpikir jernih dan mengendalikan teknologi serta tidak tergantung kepadanya adalah manusia yang bertanggung jawab. Jadi, walaupun robot telah siap menjadi sepopuler telepon genggam, ingatlah bahwa anda sebagai manusia-lah yang menciptakan Telepon Genggam, sebagaimana andalah yang menciptakan Robot!
Menjelajahi Misteri alam semesta
LHC yang besar di Eropa lakukan percobaan.
Dari mana datangnya massa (berat)? Dalam ilmu fisika, mengapa ada partikel sangat berat, ada yang sama sekali tidak mempunyai massa? Selain dari 4% unsur yang diketahui manusia, 96% 'materi hitam', 'energi hitam' itu sebenarnya apa?
Para fisikawan (termasuk aku) telah membentuk 'standar model' partikel fisika berdasarkan jumlah teori teori dan percobaan yang terakumulasi sejak dulu, namun masih belum bisa menjelaskan semua fenomena dalam alam semesta.
Untuk menjawab pertanyaan ini, CERN yang terletak di Jenewa Swiss telah menciptakan LHC generasi berikut, mereka sedang melakukan rencana kerja sama internasional yang paling besar; mencari Higgs Particle serta Supersymmetric particle, agar bisa memahami kontruksi materi, mencari fenomena fisika baru, inilah tujuan utama rencana percobaan tersebut.
CERN telah merencanakan akan melakukan percobaan pada 10 September yang lalu
LHC (Large Hadron Collider) adalah akselerasi partikel yang paling besar yang paling tinggi di dunia, tujuannya adalah untuk menumbukan dua beam proton (salah satu dari beberapa type hadron) yang berlawanan dengan energy kinetik yang sangat tinggi. Setiap beam tersebut mengandung miliar gram materi. Materi tersebut bergerak sedemikian cepatnya hingga setiap satu miliar dari satu gram mempunyai momentum dari suatu kereta terbang sebesar 190 km/jam, itu ditekan ke dalam jalur sirkulasi yang panjangnya 27 Km yang masing2 lebih halus dari rambut.
LHC akan mengeksploitasi keabsyahan dan keterbatasan dari model standard, gambar teori fisik partikel sekarang. Secara teori bahwa tumbukan akan membuktikan keberadaan Higgs boson. Ini akan memberi jawaban tentang hubungan yang tiada dalam Model Standard dan menjelaskan bagaimana partikel elemen memproleh properti seperti massa. Juga diharapkan dalam percobaan tersebut akan menentukan supersimetri dan menentukan keberadaan family dari hipotesa supersimetri partner dari partikel yang diketahui, atau mengetahui dimensi tinggi (di atas 3 ruang dan satu waktu) yang dikemukakan oleh teori String.
LHC dibangun oleh European Organization for Nuclear Research (CERN), dan terletak di bawah perbatasan Perancis dan Swiss antara Jura Mountains dan Alps dekat Geneva, Swiss. Ia dibangun dan dimulai oleh lebih dari 10.000 ilmuwan dan Insiniur dari 100 negara lebih, dari ratusan universitas dan leboratorium. LHC mulai mensirkulasikan partikelnya pada 10 September 2008, namun beberapa hari kemudian harus dihentikan karena gangguan kerusakan alatnya, kerusakan tersebut menghubungkan dua magnet yang men-triger mesin dihentikan, ini akan menunda operasinya selama dua bulan. Karena dihentikan dalam musim dingin, maka collider tersebut tidak akan dioperasikan lagi sampai musim semi 2009.
Walaupun media sudah tertarik, demikian juga dalam pengadilan yang berkaitan dengan tingkat keamanan collider pada LHC, konsensus dalam komunitas iptek adalah tumbukan LHC tidak dapat dibayangkan.
Laporan perkembangan LHC
Geneva, 10 September 2008. jam 10:28 pagi hari, beam pertama pada LHC di CERN berhasil dikendalikan untuk mengelilingi jarak sepanjang 27 Km secara penuh pada akselerator terbesar di dunia. Kejadian sejarah ini telah mencatat kejadian penting dalam transisi persiapan penemuan scientific selama dari lebih dua decade ke suatu era baru.
Pemimpin projek Lyn Evans mengatakan: "itu adalah suatu momen yang fantastis. Mulai sekarang, kita dapat menantikan suatu era baru tentang pemahaman sumber asal dan evolusi alam semesta."
Menyalakan suatu partikel akselerator jauh lebih dari pada hanya menekan suatu tombol. Ribuan elemen individu harus berkerja sama secara harmonis, waktunya juga harus disinkronisasikan dalam 1/1 milyar detik, dan beam yang harus dibawa ke kepala collision kehalusannya lebih kecil dari rambut manusia.
Begitu colliding beams telah stabil, akan ada suatu periode pengukuran dan kaliberasi untuk 4 experimen utama, dan hasil barunya dapat muncul sekitar setahun. Percobaan LHC memungkinkan ahli fisika untuk melengkapi perjalanannya yang dimulai dengan penjelasan Newton tentang gravitasi. Pengaruh gravitasi terhadap massa, namun sejauh ini iptek belum bisa menjelaskan mekanisme yang menimbulkan massa. Percobaan LHC akan memberi jawaban. Percobaan LHC juga akan mencoba menyelidiki misteri materi hitam dalam alam semesta--- materi yang bisa dilihat oleh manusia hanya 5% dari apa yang ada, dan sekitar - dipercaya adalah materi hitam. Akan ada penyelidikan tentang alasan mengapa alam lebih condong untuk materi daripada antimateri, dan akan ada penyelidikan materi karena ia suda ada pada permulaan dari waktu.
Geneva, 11 September 2008.
Kamis malam, 11 September, beam ke-dua yang berlawanan arah dengan jarum jam, ditangkap dan disirkulasikan selama lebih dari - jam sebelum diekstrak dengan aman keluar dari LHC. Tahap berikut adalah mengulangi beam satu, dan akan dilakukan pada minggu tersebut.
Setelah kegagalan transformer power pada salah satu titik permukaan LHC yang mematikan compressor utama dari kriogenik untuk dua sector mesin, waktu perbaikan diperlukan untuk memperbaiki kondisi kriogenik. Transformer tersebut, beratnya 30 ton dengan daya 12 MVA telah diganti pada akhir minggu. Ketika proses tersebut berlangsung, sistem kriogenik dibuat dalam keadaan standby dengan mempertahankan kedua sector sekitar 4,5 K. pada permulaan dari minggu tersebut team kriogenik disibukkan dengan mendinginkan magnet dan mempersiapkan operasinya dengan beam, yang rencananya akan dilakukan pada 18 September lalu. Berikutnya adalah mempelajari beam no. 1, dan diikuti dengan penangkapan RF dan mensirkulasikan beam pada kedua cincin.
Hari pertama, untuk mendorong beam tersebut berputar ke sekeliling lingkaran pada dua arah diperoleh hasil yang luar biasa, kesuksesan tersebut dicapai sampai malam hari, dengan beberapa ratus orbit diperoleh.
Tahap berikut dari proses komisioning adalah untuk membawa system Frekwensi Radio (RF) agar beam tersebut mengikat dan tidak menyebar keluar di sekeliling lingkaran, dan akan diakselerasi sampai 7 TeV. System RF tersebut bekerja menangkap sinar tersebut, mempercepat partikel yang bergerak lambat dan memperlambat yang cepat, sehingga sinar tersebut menjadi terikat seperti benang halus yang panjangnya kira2 11 cm. tanpa itu, beam tersebut dengan cepat dapat berhambur dan tidak dapat digunakan untuk fisik.
Insiden pada sector 3-4 LHC
Berita Geneva pada 20 September, ketika melakukan komisioning pada sector 3-4 tahap akhir LHC pada arus tinggi untuk operasi pada tegangan 5 TeV, suatu insiden terjadi pada tengan hari pada Jumat 19 September yang mengakibatkan kebocoran besar gas Helium ke dalam kanal. Investigasi awal menunjukkan kemungkinan paling besar adalah salah menyambung listrik antara dua magnet, ini yang mungkin membuat lumer pada bagian arus tinggi hingga menyebabkan kerusakan mekanik. Peraturan ketat dari CERN, tidak boleh ada resiko apapun terhadap manusia.
Investigasi penuh akan dilakukan, namun sudah jelas sector tersebut akan dipanaskan untuk direparasi. Ini makan waktu paling sedikit 2 bulan.
Scheduled re-start LHC pada 2009
Geneva, 23 September 2008.
Investigasi oleh CERN tehadap kebocoran besar Helium pada sector 3-4 kanal LHC telah menunjukkan kemungkinan penyebab besarnya adalah sambungan listrik yang salah antara dua magnet akselerasi. Sebelum insiden tersebut dapat diketahui secara penuh, sector tersebut harus dipanasin hingga temperature ruangan dan magnet tersebut dibuka untuk diperiksa. Ini akan memakan waktu 3-4 minggu.
Sehingga LHC paling cepat dapat dioperasikan juga pada awal musim semi 2009.
Postingan
