makalah fisika usaha dan energi

makalah fisika usaha dan energi

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
“Beberapa masalah terkadang lebih sulit dari apa yang terlihat” (Young, 2002:164). Seperti Anda mencoba mencari laju anak panah yang baru dilepaskan dari busurnya. Anda menggunakan hukum Newton dan semua teknik penyelesaian soal yang pernah kita pelajari, akan tetapi Anda menemui kesulitan. Setelah pemanah melepaskan anak panah, tali busur memberi gaya yang berubah-ubah yang bergantung pada posisi busur. Akibatnya, metode sederhana yang pernah kita pelajari tidak cukup untuk manghitung lajunya. Jangan takut, masih ada metode-metode lainnya untuk menyelesaikan soal-soal tersebut.
Metode baru yang sebentar lagi akan kita lihat menggunakan ide kerja dan energi. Kita akan menggunakan konsep energi untuk mempelajari rentang fenomena fisik yang sangat luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi kinetik untuk memahami konsep umum mengenai energi dan kita akan melihat bagaimana kekekalan energi muncul.

1.2 Rumusan Masalah
1.2.1 Apa yang dimaksud dengan usaha?
1.2.2 Apa yang dimaksud dengan energi?
1.2.3 Apa yang dimaksud dengan daya, satuan daya,dan efisiensi?

1.3 Tujuan
Makalah ini dimaksudkan untuk dapat membantu meningkatkan pemahaman mengenai konsep usaha dan energi sehingga akan memungkinkan kita dapat menyelesaikan soal-soal sebelumnya yang tidak dapat diselesaikan dengan mekanika.




BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Usaha
2.1.1 Pengertian Usaha
Apakah bedanya usaha dalam kehidupan sehari-hari dengan dalam fisika? Dalam kehidupan sehari-hari, kata usaha dapat diartikan sebagai kegiatan dengan mengerahkan tenaga, pikiran, atau badan untuk mencapai tujuan tertentu. Usaha dapat juga diartikan sebagai pekerjaan untuk mencapai tujuan tertentu.
Dalam fisika, pengertian usaha hampir sama dengan pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari. Kesamaannya adalah dalam hal kegiatan dengan mengerahkan tenaga. Pengertian usaha dalam fisika selalu menyangkut tenaga atau energi. Apabila sesuatu (manusia, hewan, atau mesin) melakukan usaha maka yang melakukan usaha itu harus mengeluarkan sejumlah energi untuk menghasilkan perpindahan.
NurAzizah (2007:46) menyatakan ”usaha merupakan hasil kali antara gaya dengan perpindahan yang dialami oleh gaya tadi.
Jadi, jika suatu benda diberi gaya namun benda tidak mengalami perpindahan, maka dikatakan usaha pada benda tersebut nol”.
Sebagai contoh sebuah mesin melakukan usaha ketika mengangkat atau memindahkan sesuatu. Seseorang yang membawa batu bata ke lantai dua sebuah bangunan telah melakukan usaha.
Ketika berjalan, otot-otot kaki melakukan usaha. Namun, jika kamu hanya menahan sebuah benda agar benda tersebut tidak bergerak, itu bukan melakukan usaha. Seseorang yang sudah menahan sebuah batu besar agar tidak menggelinding ke bawah tidak melakukan usaha, walaupun orang tersebut telah mengerahkan seluruh kekuatannya untuk menahan batu tersebut. Jadi, dalam fisika, usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda. Saat kita mendorong atau menarik benda, kita mengeluarkan energi. Usaha yang kita lakukan tampak pada perpindahan benda itu.

2.1.2 Usaha yang Dilakukan oleh Gaya Konstan
Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan (besar maupun arahnya) didefinisikan sebagai hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada arah perpindahan tersebut (Halliday,1985:174).








Untuk memindahkan sebuah benda yang bermassa lebih besar dan pada jarak yang lebih jauh, diperlukan usaha yang lebih besar pula.
Dengan berdasarkan pada kenyataan tersebut, usaha didefinisikan sebagai hasil kali gaya dan perpindahan yang terjadi (NurAzizah,2007:46).
Apabila usaha disimbolkan dengan W, gaya F, dan perpindahan s, maka:


Baik gaya maupun perpindahan merupakan besaran vektor. Sesuai dengan konsep perkalian titik antara dua buah vektor, maka usaha W merupakan besaran skalar (Halliday,1985:176).
Bila sudut yang dibentuk oleh gaya F dengan perpindahan s adalah θ, maka besarnya usaha dapat dituliskan sebagai: W = (F cos θ).s (NurAzizah,2007:47).



Komponen gaya F sin θ dikatakan tidak melakukan usaha sebab tidak ada perpindahan ke arah komponen itu.
Satriawan (2008) menyimpulkan sebagai berikut.
Dari persamaan rumus usaha, dapat dikatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh suatu gaya:
a. Berbanding lurus dengan besarnya gaya,
b. Berbanding lurus dengan perpindahan benda,
c. Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan benda.
Jika persamaan rumus usaha kita tinjau lebih seksama, kita mendapatkan beberapa keadaan yang istimewa yang berhubungan dengan arah gaya dan perpindahan benda yaitu sebagai berikut:
a. Apabila θ = 00, maka arah gaya sama atau berimpit dengan arah perpindahan benda dan cos θ = 1, sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya F dapat dinyatakan:
W = F . s cos θ
W = F . s . 1




b. Apabila θ = 900, maka arah gaya F tegak lurus dengan arah perpindahan benda dan cos θ = 0, sehingga W = 0. Jadi, jika gaya F bekerja pada suatu benda dan benda berpindah dengan arah tegak lurus pada arah gaya, dikatakan bahwa gaya itu tidak melakukan usaha.
c. Apabila θ = 1800, maka arah gaya F berlawanan dengan arah perpindahan benda dan nilai cos θ = -1, sehingga W mempunyai nilai negatif. Hal itu dapat diartikan bahwa gaya atau benda itu tidak melakukan usaha dan benda tidak mengeluarkan energi, tetapi mendapatkan energi. Sebagai contoh adalah sebuah benda yang dilemparkan vertikal ke atas. Selama benda bergerak ke atas, arah gaya berat benda berlawanan dengan perpindahan benda. Hal itu dapat dikatakan bahwa gaya berat benda melakukan usaha yang negatif.
Contoh lain adalah sebuah benda yang didorong pada permukaan kasar dan benda bergerak seperti tampak pada Gambar 2.2. Pada benda itu bekerja dua gaya, yaitu gaya F dan gaya gesekan fk yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda.









Jika perpindahan benda sejauh s maka gaya F melakukan usaha: W = F . s, sedangkan gaya gesekan fk melakukan usaha: W = fk . s
d. Apabila s = 0, maka gaya tidak menyebabkan benda berpindah. Hal itu berarti W = 0. Jadi, meskipun ada gaya yang bekerja pada suatu benda,namun jika benda itu tidak berpindah maka, dkatakan bahwa gaya itu tidak melakukan usaha.
2.1.3 Satuan Usaha
Satriawan (2008) menyatakan bahwa.
Dalam SI satuan gaya adalah newton (N) dan satuan perpindahan adalah meter (m). Sehingga, satuan usaha merupakan hasil perkalian antara satuan gaya dan satuan perpindahan, yaitu newton meter atau joule. Satuan joule dipilih untuk menghormati James Presccott Joule (1816 – 1869), seorang ilmuwan Inggris yang terkenal dalam penelitiannya mengenai konsep panas dan energi.

1 joule = 1 Nm
karena 1 N = 1 Kg . m/s2
maka 1 joule = 1 Kg . m/s2 x 1 m
1 joule = 1 Kg . m2/s2
Untuk usaha yang lebih besar, biasanya digunakan satuan kilo joule (kJ) dan mega joule (MJ).
1 kJ = 1.000 J
1 MJ = 1.000.000 J

2.1.4 Menghitung Usaha dari Grafik Gaya dan Perpindahan
Apabila gaya yang bekerja pada suatu benda besar dan arahnya tetap maka grafik antara F dan perpindahan s merupakan garis lurus yang sejajar dengan sumbu mendatar s, seperti pada Gambar 2.3.






Gambar 2.3 Grafik gaya F terhadap perpindahan s jika besar dan arah F tetap
Dari grafik F – s, usaha sama dengan luas bangun yang dibatasi oleh garis grafik dengan sumbu mendatar s.








Usaha: W = luas daerah yang diarsir
Dengan demikian, dari diagram F – s dapat disimpulkan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya F sama dengan luas bangun yang dibatasi garis grafik dengan sumbu mendatar s (NurAzizah,2007:47).

2.1.5 Usaha yang Dilakukan oleh Beberapa Gaya
Dalam kehidupan nyata hampir tidak pernah kita menemukan kasus pada suatu benda hanya bekerja sebuah gaya tunggal. Misalnya, ketika Anda menarik sebuah balok sepanjang lantai. Selain gaya tarik yang Anda berikan, pada balok juga bekerja gaya-gaya lain seperti: gaya gesekan antara balok dan lantai, gaya hambatan angin, dan gaya normal.
Jadi, usaha yang dilakukan oleh resultan beberapa gaya yang memiliki titik tangkap sama adalah sama dengan jumlah aljabar usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya. Jika pada sebuah benda bekerja dua gaya maka usaha yang dilakukan adalah:
W = W1 + W2
Jika terdapat lebih dari dua gaya:
W = W1 + W2 + W3 + ...... + Wn
atau W = ∑Wn

2.1.6 Usaha Negatif
Seorang anak mendorong sebuah balok dengan tangannya. Sesuai dengan hukum III Newton, dapat disimpulkan bahwa gaya yang bekerja pada balok dan tangan dalam kasus ini sama besar tetapi berlawanan arah, yaitu FAB = -FBA. Tanda negatif menunjukkan arah yang berlawanan. Jika usaha oleh tangan pada balok bernilai positif ( karena searah dengan perpindahan balok), maka usaha oleh balok pada tangan bernilai negatif.



2.2 Energi
Energi memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan di alam ini. Energi menyatakan kemampuan untuk melakukan usaha. Suatu sistem (manusia, hewan, atau benda) dikatakan mempunyai energi jika mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha.
Energi yang dimiliki oleh, benda-benda yang bergerak disebut energi gerak atau energi kinetik sedangkan energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keadaan benda disebut energi potensial.
2.2.1 Energi Kinetik
Berapa besar energi yang dimiliki oleh benda dengan massanya tertentu dan bergerak dengan kecepatan tertentu? Misalnya, kita melemparkan sebuah bola yang bermassa m.
Jika gaya yang bekerja pada bola itu konstan sebesar F dan dapat memindahkannya sejauh s dari tangan kita, maka menurut hukum II Newton, bola memperoleh percepatan sebesar:


Telah diketahui bahwa sebuah benda yang diam, jika memperoleh percepatan a melalui jarak s, maka kecepatan akhirnya dapat dinyatakan dengan persamaan:
V2 = 2 a . s
Jika a diganti dengan , persamaan diatas menjadi:



F . s adalah besarnya usaha yang dilakukan oleh tangan kita pada saat melemparkan bola, sedangkan ½ m . V2 adalah besarnya energi yang diperoleh bola yang selanjutnya disebut energi kinetik. Dengan demikian, jika energi kinetik dinyatakan dengan simbol Ek maka:



Keterangan:
Ek = energi kinetik (J)
m = massa (kg)
V = kecepatan (m/s)
Jadi, energi kinetik sebuah benda yang bermassa m dan mempunyai kecepatan V, adalah ½ m . V2. Karena m dinyatakan dalam satuan kg dan V dalam satuan m/s,maka Ek dinyatakkan dalam satuan joule (J).

2.2.1.1 Hukum Usaha dan Energi Kinetik
Sebuah benda yang massanya m bergerak dengan kecepatan V1, saat kedudukan benda di A, bekerja gaya tetap F searah dengan geraknya. Setelah t detik, kedudukan benda di B sejauh s dari A dan kecepatan benda berubah menjadi V2.








Karena gaya F, benda bergerak dipercepat beraturan, sehingga berlaku hubungan:
| s = V1 . t = ½ a . t2 | (a)
Karena V2 = V1 + a . t, maka:
| | (b)

Dengan substitusi persamaan a ke persamaan b didapatkan:

Usaha gaya F selama benda bergerak dari A sampai ke B adalah:



Jadi, usaha yang dilakukan oleh suatu gaya terhadap sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda itu.
Satriawan (2008) menyimpulkan bahwa.
Usaha dapat bernilai positif dan dapat pula bernilai negatif. Oleh karena itu, energi kinetik dapat juga bernilai positif ataupun negatif. Sehingga, ada dua kemungkinan berikut:
1) Jika W > 0 maka ∆ Ek > 0
Itu berarti bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya sama dengan penambahan energi kinetik benda.
2) Jika W < 0 maka ∆ Ek < 0
Itu berarti bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya sama dengan pengurangan energi kinetik benda.


2.2.2 Energi Potensial
Satriawan (2008) menyatakan “secara umum energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam sebuah benda atau dalam suatu keadaan tertentu”. Contoh energi potensial terdapat dalam air terjun, dalam batu bara, dalam tubuh kita terdapat energi potensial.
Energi potensial yang tersimpan dalam air yang berada diatas suatu tebing baru bermanfaat ketika diubah menjadi energi panas melalui pembakaran. Energi potensial dalam tubuh kita akan bermanfaat jika kita mengubahnya menjadi energi gerak yang dilakukan oleh otot-otot tubuh kita.
“Dalam pengertian yang lebih sempit, atau dalam mekanika, energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau keadaan benda tersebut” (NurAzizah:2007). Contoh energi potensial dalam pengertian ini adalah energi potensial gravitasi dan energi potensial elastik. Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah. Sedangkan energi potensial elastik dimiliki oleh misalnya karet ketapel yang diregangkan. Energi potensial elastik pada karet ketapel ini baru bermanfaat ketika regangan tersebut dilepaskan sehingga menyebabkan berubahnya energi potensial elastik menjadi energi kinetik (kerikil di dalam ketapel terlontar).

2.2.2.1 Energi Potensial Gravitasi
Benda yang berada pada ketinggian h mempunyai potensi untuk melakukan usaha sebesar m . g . h. Oleh karena itu, dikatakan bahwa benda itu mempunyai energi potensial gravitasi.
Jadi, semakin tinggi kedudukan benda dari tanah maka semakin besar energi potensialnya.
Dengan demikian, kita definisikan bahwa energi potensial gravitasi suatu benda adalah hasil kali beratnya dan ketinggianya h, sehingga dapat ditulis:

atau

Keterangan :
Ep = energi potensial gravitasi (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (ms-2)
h = ketinggian benda dari acuan tanah (m)
Bagaimana jika lintasan benda tidak vertikal keatas tetapi miring seperti gambar 2.6? Untuk memudahkan persoalan, kita misalkan pengangkatan benda itu melalui lintasan lurus dari A ke B.
W = F . s
W = m . g . sin θ . s








Dari gambar 2.6 diperoleh persamaan:
sin θ = h : s atau h = s . sin θ

Sehingga:

Ternyata persamaan yang diperoleh sama perumusan yang ada. Dengan demikian, energi potensial gravitasi tidak tergantung oleh panjang lintasan, tetapi hanya tergantung pada kedudukan akhirnya. Dapat dinyatakan juga bahwa energi potensial gravitasi yang dimiliki oleh sebuah benda pada kedudukan tertentu hanya tergantung pada selisih tinggi kedudukan benda tersebut.
Sekarang kita meninjau sebuah benda bermassa m, mula-mula berada di titik A pada ketinggian h dari bidang acuan. Jika benda dilepaskan, maka benda akan bergerak vertikal ke bawah karena gaya beratnya. Untuk mencapai titik B yang ketinggiannya h2 (h2 < h1), gaya berat benda melakukan usaha sebesar:
W = m . g (h1 – h2)



Keterangan:
m . g . h1 = energi potensial gravitasi pada saat kedudukan di A (J)
m . g . h2 = energi potensial gravitasi pada saat kedudukan di B (J)
Dari persamaan di atas pada hakikatnya dapat dinyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya berat sebuah benda sama dengan pengurangan energi potensialnya.
Secara lebih singkat, pernyataan diatas dapat dirumuskan:



Dalam hal ini, ada tiga kemungkinan harga W, yaitu sebagai berikut:
1) W > 0 (positif) dan Ep < 0 (negatif) berarti, usaha sama dengan pengurangan energi potensial.
2) W < 0 (negatif) dan Ep > 0 (positif) berarti, usaha sama dengan pertambahan energi potensial.
3) W = 0 dan ∆ Ep = 0 (negatif) berarti, energi potensial benda tetap. Hal ini dapat terjadi jika perpindahan benda dalam satu bidang horizontal.

2.2.2.2 Energi Potensial Elastik Pegas
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas untuk benda yang berpindah dari posisi 1 dengan simpangan = x1, ke posisi 2 dengan simpangan = x2, adalah:

Secara umum kita dapat menyatakan rumus energi potensial elastik pegas (Epelastik) sebagai berikut:



2.2.3 Energi Mekanik
Satriawan (2008) menyatakan ”energi mekanik adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik suatu benda pada suatu saat”.
Energi mekanik dirumuskan:


Keterangan:
Em = energi mekanik (J)
Ep = energi potensial (J)
Ek = energi kinetik (J)

2.2.3.1 Hukum Kekekalan Energi Mekanik











Gambar 2.7 melukiskan sebuah benda yang jatuh bebas dari sebuah ketinggian. Disini, benda hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, yaitu gaya konservatif. Benda sampai di titik A pada ketinggian hA memiliki kecepatan VA. Setelah sampai di titik B, pada ketinggian hB benda bergerak dengan kecepatan VB.
Jika gaya berat benda w = m . g, usaha gaya berat benda selama jatuh dari A sampai B adalah:


Berdasarkan hukum usaha dan energi kinetik didapatkan:


Dengan menyamakan kedua persamaan di atas didapatkan:





Persamaan di atas dapat juga dituliskan sebagai berikut:




Jadi, hukum kekekalan energi menyatakan bahwa, jika suatu benda hanya dipengaruhi gaya-gaya konservatif maka energi mekanik itu dimanapun posisinya adalah konstan (tetap).
2.3 Daya
Daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan oleh sebuah benda persatuan waktu. Jadi, daya (P) dihitung dengan membagi usaha (W) yang dilakukan terhadap selang waktu lamanya melakukan usaha (t).
Karena usaha merupakan hasil perkalian antara gaya dengan perpindahan (W = F.∆x), maka persamaan daya dapat ditulis sebagai berikut:



2.3.1 Satuan Daya
Satuan usaha dalam SI adalah joule (J), sedang satuan waktu adalah sekon (s). Jadi satuan SI untuk daya adalah:

Satuan daya dalam SI adalah watt (W) untuk menghormati James Watt (1734 – 1819), seorang ahli permesinan asal Skotlandia yang berhasil menemukan mesin uap. Dengan demikian:



Satu watt adalah daya yang kecil.Oleh karena itu, daya sering dinyatakan dalam satuan SI yang lebih besar, yaitu kilowatt (kW) dan megawatt (MW).
1 kW=105 W = 1000 W
1 MW=106 W = 1000000 W
Dalam kehidupan sehari-hari, khususnya dalam peralatan teknik, seperti: pompa, mesin-mesin mobil dan motor, dayanya dinyatakan dalam dk (daya kuda), atau pk (paarde kracht) atau hp (horse power).

2.3.2 Efisiensi
Fakta menunjukkan bahwa konverter energi tidak mungkin mengubah seluruh energi yang diterimanya menjadi energi yang bermanfaat. Sebagian energi akan berubah menjadi energi yang tidak bermanfaat.
Satriawan (2008) menyatakan “jika energi yang diterima oleh konverter energi kita sebut masukan dan energi yang diubah ke bentuk yang bermanfaat kita sebut keluaran, maka efisiensi didefinisikan sebagai hasil bagi keluaran dan masukan dikali dengan seratus persen”. Efisiensi bisa dituliskan dengan persamaan:




Sebagai contoh adalah bola lampu pijar, yaitu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Sebuah lampu 100 W artinya lampu itu menerima energi listrik 100 J dalam waktu 1 sekon. Jika dari 100 J energi yang diterima hanya 40 J yang diubah menjadi energi cahaya, maka dikatakan bahwa efisiensi lampu tersebut sama dengan:

Artinya, sebanyak 40% saja energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya (energi yang bermanfaat). Dan sebanyak 60% dari energi listrik yang diterima diubah menjadi energi kalor (energi yang tidak bermanfaat).
Jika efisiensi dinyatakan dengan daya, maka persamaan efisiensi diatas dapat dituliskan dengan persamaan:























BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Usaha merupakan hasil kali antara gaya yang bekerja dengan perpindahan yang dialami oleh benda. Satuan usaha dalam SI adalah joule (J).
Energi menyatakan kemampuan untuk melakukan usaha.Energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bergerak disebut energi kinetik,sedangkan energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya disebut energi potensial.
Daya adalah laju usaha yang dilakukan atau besar usaha persatuan waktu. Satuan daya dalam SI adalah watt (W)

3.2 Saran
Bagi pembaca disarankan supaya makalah ini dapat dijadikan sebagai media pembelajaran dalam rangka peningkatan pemahaman tentang usaha dan energi. Dan bagi penulis-penulis lain diharapkan agar makalah ini dapat dikembangan lebih lanjut guna menyempurnakan makalah yang telah dibuat sebelumnya.





DAFTAR RUJUKAN

Nurazizah, Siti. 2007. Acuan Pengayaan Fisika SMA Kelas XI Semester 1. Solo: Nyata Grafika Media Surakarta.
Resnick, Halliday. 1985. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga.
Satriawan, Mirza. 2008. Materi Fisika Dasar, (Online), (http://www.budakfisika.blogspot.com/2008/10/materi-fisika-dasar.html, diakses 10 november 2009).
Young, Hugh D & Roger A Freedman. 1999. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

ini adalah beberapa kumpulan video

kumpulan video fisika... dilihat ya.... 

Partikel..

Sufisme, Fisika Quantum, Dan Apa Hubungannya ?

Sufisme, Fisika Quantum, Dan Apa Hubungannya ?

Alhamdulillah segala puji bagi Allah Subhanahu Tabaroka Wa Ta'ala, sholawat serta salam senantiasa kita haturkan kepada junjungan kita Nabi Agung Muhammad SAW.

Sebagai usaha untuk memahami hubungan dari keduanya, saya hanya copas artikel aja. Dan saya berharap postingan berikut ada manfa'atnya. 

Ada kesejajaran dalam Sufisme dan dalam teori kuantum. Pandangan fisikawan modern saat ini sangat mirip dengan pandangan yang diselenggarakan oleh para Sufi. Berbeda dengan pandangan dunia mekanistik dari Barat, untuk para sufi segala hal dan peristiwa dirasakan oleh indera saling berhubungan, terhubung, namun disebabkan aspek-aspek yang berbeda atau manifestasi dari realitas akhir yang sama. Bagi para sufi "Pencerahan" adalah sebuah pengalaman untuk menjadi sadar akan persatuan dan saling keterkaitan segala sesuatu, untuk melampaui gagasan dari terisolasi diri individu, dan mengidentifikasi diri dengan realitas terakhir.

Ilmu pasti dinyatakan dalam bahasa yang sangat canggih matematika modern, sedangkan Tasawwuf didasarkan pada meditasi dan bersikeras pada kenyataan bahwa wawasan Sufi 'tidak dapat dikomunikasikan secara verbal. Realitas seperti yang dialami oleh para Sufi benar-benar menentu dan tidak dibedakan. Sufi tidak pernah melihat kecerdasan sebagai sumber pengetahuan mereka, tetapi menggunakannya hanya untuk menganalisis dan menafsirkan pengalaman Tasawwuf pribadi mereka. Sejajar antara percobaan ilmiah dan pengalaman Tasawwuf mungkin tampak mengejutkan mengingat sifat sangat berbeda dari tindakan pengamatan. Fisikawan melakukan eksperimen yang melibatkan kerjasama rumit dan teknologi yang sangat canggih, sedangkan kaum sufi mendapatkan pengetahuan mereka murni melalui introspeksi, tanpa mesin apapun, dalam privasi meditasi atau berzikir. Untuk mengulangi percobaan di modern satu partikel dasar fisika telah menjalani bertahun-tahun pelatihan. Demikian pula, pengalaman Tasawwuf mendalam membutuhkan, secara umum, bertahun-tahun pelatihan di bawah seorang guru yang berpengalaman. Kompleksitas dan efisiensi aparat teknis fisikawan adalah cocok, jika tidak melebihi, dengan bahwa dari kesadaran mistik itu-baik fisik maupun spiritual-di Dzikir dalam. Jadi para ilmuwan dan para sufi telah mengembangkan metode yang sangat canggih mengamati alam yang tidak dapat diakses orang awam.

Dzikir

Tujuan dasar dari Dzikir adalah untuk membungkam pemikiran dan untuk mengalihkan kesadaran dari rasional ke modus intuitif kesadaran. Silencing dari pikiran dicapai dengan memusatkan perhatian seseorang pada satu item, seperti bernapas seseorang, suara Allah atau La ilaha illallah. Bahkan Salat performing dianggap sebagai Dzikir untuk membungkam pikiran rasional. Jadi Salat mengarah pada perasaan damai dan ketenangan yang merupakan karakteristik dari bentuk yang lebih statis Dhikr. Keterampilan ini digunakan untuk mengembangkan mode meditatif kesadaran. Dalam Dzikir, pikiran dikosongkan dari semua pikiran dan konsep-konsep dan dengan demikian siap berfungsi untuk jangka panjang melalui modus intuitif. Ketika pikiran rasional adalah dibungkam, modus intuitif menghasilkan kesadaran luar biasa; lingkungan berpengalaman secara langsung tanpa filter pemikiran konseptual. Pengalaman dari kesatuan dengan lingkungan sekitarnya merupakan ciri utama dari keadaan meditasi. Ini adalah keadaan kesadaran di mana setiap bentuk fragmentasi telah berhenti, memudar ke dalam kesatuan dibedakan.

Insight Menjadi Kenyataan 

Sufisme didasarkan pada wawasan langsung ke sifat realitas, dan fisika didasarkan pada pengamatan fenomena alam dalam percobaan ilmiah. Dalam fisika model dan teori adalah perkiraan dan merupakan dasar untuk penelitian ilmiah modern. Dengan demikian pepatah Einstein, "Sejauh hukum matematika mengacu pada realitas, mereka tidak pasti;. Sejauh mereka pasti, mereka tidak menunjukkan realitas" Setiap kali sifat penting dari hal ini dianalisis dengan akal, harus tampak absurd atau paradoks. Ini selalu diakui oleh para Sufi, namun telah menjadi masalah dalam ilmu hanya sangat baru-baru ini, misalnya Cahaya sebagai gelombang atau foton atau dualitas cahaya. Great berbagai fenomena alam milik lingkungan makroskopik para ilmuwan 'dan dengan demikian untuk bidang pengalaman indrawi mereka. Karena gambar dan konsep intelektual bahasa mereka disarikan dari pengalaman yang sangat, mereka cukup dan memadai untuk menggambarkan fenomena alam. Namun dunia atom dan sub-atomik itu sendiri terletak di luar persepsi indera kita. Pengetahuan tentang masalah pada tingkat ini tidak lagi berasal dari pengalaman sensorik langsung, dan karenanya bahasa biasa kita, yang gambar dari dunia indera, tidak lagi cukup untuk menggambarkan fenomena yang diamati. Seperti yang kita menembus lebih dalam dan lebih ke alam, kita harus meninggalkan lebih dan lebih banyak gambar dan konsep bahasa biasa. Probing di dalam atom dan menyelidiki struktur, sains melampaui batas imajinasi indera kita. Dari titik ini, hal itu tidak bisa lagi mengandalkan dengan kepastian yang mutlak pada logika dan akal sehat. Fisika kuantum memberikan ilmuwan dengan sekilas pertama dari sifat penting dari hal. Seperti para Sufi, fisikawan sekarang berhadapan dengan pengalaman nonindrawi realitas dan, seperti kaum sufi, mereka harus menghadapi aspek paradoks dari pengalaman ini. Sejak saat itu, model, dan gambar fisika modern menjadi mirip dengan orang-orang Tasawwuf para sufi.

Komunikasi Masalah.

Para ilmuwan menyadari bahwa bahasa yang umum kita tidak hanya tidak akurat, tapi benar-benar tidak memadai untuk menggambarkan realitas atom dan subatom. Dengan munculnya mekanika Relativitas dan Quantum dalam fisika modern itu sangat jelas bahwa pengetahuan baru ini melampaui logika klasik dan bahwa hal itu tidak dapat digambarkan dalam bahasa biasa. Demikian pula di Tasawwuf itu selalu menyadari bahwa realitas melampaui bahasa biasa dan para sufi tidak takut untuk melampaui konsep logika dan umum. Masalah bahasa yang dihadapi oleh para sufi adalah persis sama dengan masalah fisika modern menghadapi. Baik fisikawan dan sufi ingin berkomunikasi pengetahuan mereka, dan ketika mereka melakukannya dengan kata-kata pernyataan mereka paradoks dan penuh dengan kontradiksi logis. Paradoks ini merupakan karakteristik dari semua yang mempraktikkan Tasawwuf dan sejak awal abad ke-20 mereka juga karakteristik fisika modern.

Dualitas Light

Dalam Fisika Quantum, banyak situasi paradoks yang terhubung dengan sifat ganda cahaya atau - lebih umum - radiasi elektromagnetik. Cahaya menghasilkan fenomena gangguan, yang berhubungan dengan gelombang cahaya. Hal ini terlihat ketika dua sumber cahaya yang digunakan menghasilkan pola terang dan redup cahaya. Di sisi lain, radiasi elektromagnetik juga menghasilkan "fotoelektrik" efek: bila panjang gelombang cahaya pendek seperti sinar ultraviolet atau sinar-X atau sinar gamma strike permukaan beberapa logam, mereka bisa "knock off" elektron dari permukaan logam, dan karena itu harus terdiri dari partikel bergerak. Pertanyaan yang bingung fisikawan begitu banyak pada tahap awal adalah bagaimana teori kuantum radiasi elektromagnetik secara simultan dapat terdiri dari partikel (yaitu entitas terbatas pada volume yang sangat kecil) dan gelombang, yang tersebar di area yang luas dalam ruang. Baik bahasa maupun imajinasi bisa menghadapi realitas semacam ini sangat baik. Sufisme telah mengembangkan beberapa cara berbeda untuk menangani aspek-aspek paradoks realitas. Karya Attar, Hafiz, Ibnu Arabi, Rumi, Bustami, menunjukkan dll mereka penuh dengan kontradiksi menarik dan bahasa mereka kompak, kuat, dan sangat puitis dimaksudkan untuk menangkap pikiran pembaca dan membuangnya dari trek akrab penalaran logis. Heisenberg bertanya Bohr: Dapatkah alam mungkin begitu absurd seperti yang terlihat kepada kita dalam percobaan ini atom?

Setiap kali sifat penting dari hal-hal yang dianalisis dengan akal, harus tampak absurd atau paradoks. Ini selalu diakui oleh para Sufi, namun telah menjadi masalah dalam ilmu pengetahuan di abad 20. Dunia makroskopik adalah dalam bidang pengalaman indrawi kita. Melalui pengalaman indrawi yang bisa menggambar gambar, konsep-konsep intelektual dan menyatakan mereka dalam bahasa. Bahasa ini sudah cukup dan memadai untuk menggambarkan fenomena alam. Model mekanistik Newton alam semesta yang dijelaskan dunia makroskopik. Pada abad ke-20 keberadaan atom dan partikel subatom atau "blok bangunan" akhir dari alam eksperimental diverifikasi. Dunia atom dan sub-atomik itu sendiri terletak di luar persepsi indera kita. Pengetahuan tentang masalah pada tingkat ini tidak lagi berasal dari pengalaman sensorik langsung, dan karenanya bahasa biasa kita, yang mengambil gambar dari dunia indera, tidak lagi cukup untuk menggambarkan fenomena yang diamati. Seperti yang kita menembus lebih dalam dan lebih ke alam, kita harus meninggalkan lebih dan lebih banyak gambar dan konsep bahasa biasa. Dari titik ini, hal itu tidak bisa lagi mengandalkan dengan kepastian yang mutlak pada logika dan akal sehat. Fisika kuantum memberikan para ilmuwan dengan yang pertama kali melihat sifat penting dari hal. Seperti para Sufi para ahli fisika sekarang berhadapan dengan pengalaman nonindrawi realitas dan, seperti kaum sufi, mereka harus menghadapi aspek paradoks dari pengalaman ini.

Fisika Modern

Menurut Sufi, pengalaman mistik langsung realitas adalah peristiwa penting, yang getar dasar-dasar pandangan dunia seseorang, yang adalah peristiwa yang paling mengejutkan yang pernah bisa terjadi di alam kesadaran manusia (as-Shuhud). Mengganggu setiap bentuk pengalaman standar. Beberapa sufi menggambarkan sebagai "bagian bawah ember menerobos."

Fisikawan di bagian awal abad ke-20 merasakan banyak cara yang sama ketika dasar-pandangan dunia mereka terguncang oleh pengalaman baru dari realitas atom, dan mereka menggambarkan pengalaman dalam istilah yang sering sangat mirip dengan yang digunakan oleh Sufi. Jadi Heisenberg menulis: "... perkembangan terakhir di fisika modern hanya dapat dipahami ketika seseorang menyadari bahwa di sini dasar-dasar fisika sudah mulai bergerak, dan bahwa gerakan ini telah menyebabkan perasaan bahwa tanah akan dipotong dari ilmu pengetahuan." Penemuan modern fisika mengharuskan perubahan mendasar dari konsep-konsep seperti ruang, waktu, materi, menyebabkan objek, dan efek, dll, dan konsep-konsep ini begitu mendasar untuk cara kita mengalami dunia, bahwa ahli fisika yang dipaksa untuk mengubah mereka merasakan sesuatu yang mengejutkan . Dari perubahan ini dunia baru dan sangat berbeda-view lahir yang masih dalam proses pembentukan. Teori Quantum menyiratkan keterkaitan esensial dari alam. Teori kuantum memaksa kita untuk melihat alam semesta bukan sebagai koleksi benda-benda fisik, tetapi lebih sebagai web rumit hubungan antara berbagai bagian dari suatu kesatuan yang utuh. Ini adalah cara para Sufi telah mengalami dunia.

Ruang - Waktu

Para Sufi tampaknya mampu mencapai negara nonordinary kesadaran (Shuhud) di mana mereka melampaui dunia tiga dimensi dari kehidupan sehari-hari mengalami realitas, lebih tinggi multidimensi. Dalam fisika relativistik jika seseorang dapat memvisualisasikan realitas ruang-waktu empat-dimensi, akan ada apa-apa paradoks sama sekali. Para sufi memiliki pengertian tentang ruang dan waktu, yang sangat mirip dengan yang tersirat oleh teori relativitas. Dalam Tasawwuf, tampaknya ada intuisi yang kuat untuk karakter "ruang-waktu" realitas. Para Sufi telah mengalami keadaan disolusi lengkap (Fana) di mana tidak ada perbedaan lagi antara pikiran dan tubuh, subyek dan obyek. Dalam keadaan pengalaman murni, tidak ada ruang tanpa waktu, tidak ada waktu tanpa spasi, mereka saling meresap. Untuk fisikawan gagasan ruang-waktu didasarkan pada percobaan ilmiah sedangkan untuk Sufi itu didasarkan pada Tasawwuf. Model relativistik dan teori-teori fisika modern adalah ilustrasi dari dua elemen dasar dari Tasawwuf-pandangan dunia Tahwid-dari alam semesta dan sifatnya intrinsik dinamis. Ruang yang melengkung ke derajat yang berbeda, dan arus waktu di tingkat yang berbeda di berbagai bagian alam semesta. pengertian kami ruang Euclidean tiga dimensi dan aliran linier waktu terbatas untuk mengalami biasa kita tentang dunia fisik dan harus sepenuhnya ditinggalkan ketika kita memperluas pengalaman ini. Para Sufi berbicara tentang perpanjangan dari pengalaman mereka di negara-negara dunia kesadaran yang lebih tinggi, dan mereka menegaskan bahwa negara-negara ini melibatkan pengalaman yang sangat berbeda ruang dan waktu. Mereka menekankan bahwa mereka tidak hanya melampaui ruang tiga-dimensi biasa dalam meditasi, tetapi juga - dan bahkan lebih kuat-bahwa kesadaran biasa waktu adalah melampaui. Alih-alih suksesi linear instants, mereka mengalami yang hadir tak terbatas, abadi, namun dinamis. Dalam dunia spiritual tidak ada pembagian waktu seperti masa lalu, sekarang dan masa depan, karena mereka telah mengontrak diri menjadi momen tunggal masa kini di mana kehidupan quivers dalam arti sebenarnya.

Kesetaraan Massa - Energi

Einstein menunjukkan massa-energi kesetaraan, melalui persamaan matematika sederhana, * E = mc 2. Fisikawan mengukur massa partikel dalam unit energi yang sesuai. Massa tidak lain hanyalah suatu bentuk energi. Penemuan ini telah memaksa kami untuk mengubah konsep kita tentang partikel dalam cara yang esensial. Oleh karena itu partikel dianggap sebagai "Quanta" atau kumpulan energi. Jadi partikel tidak dilihat sebagai terdiri dari berbagai dasar "hal." Tetapi energi dikaitkan dengan aktivitas, dengan proses, yang berarti bahwa sifat partikel subatom secara intrinsik dinamis dan mereka adalah bentuk dalam entitas empat-dimensi dalam ruang-waktu. Oleh karena itu partikel subatomik memiliki aspek ruang dan aspek waktu. aspek ruang mereka membuat mereka muncul sebagai objek dengan massa tertentu, waktu aspek mereka sebagai proses yang melibatkan energi setara. Ketika partikel subatomik yang diamati, kita tidak pernah melihat mereka sebagai zat, tetapi apa yang kita amati pola ini terus berubah dari satu ke yang lain atau tari berkesinambungan energi. Partikel dari dunia sub-atomik tidak hanya aktif dalam arti bergerak sangat cepat, mereka sendiri adalah proses. Keberadaan materi dan kegiatannya tidak dapat dipisahkan. Mereka namun aspek yang berbeda dari realitas ruang-waktu yang sama.

Kaum sufi, di negara-negara nonordinary mereka kesadaran, tampaknya menyadari interpenetrasi ruang dan waktu pada tingkat makroskopik. Jadi mereka melihat dunia makroskopik dengan cara yang sangat mirip dengan ide fisikawan 'partikel subatom. Untuk para Sufi "segala sesuatu diperparah tidak kekal" - fanah. Realitas yang mendasari semua fenomena berada di luar segala bentuk dan menentang semua deskripsi dan spesifikasi, maka menjadi tak berbentuk, kosong atau berlaku. Untuk kaum sufi semua fenomena di dunia tidak lain hanyalah manifestasi ilusif dari pikiran dan memiliki realitas sendiri.

Kesimpulan

Teori-teori pokok dan model fisika modern menyebabkan pandangan dunia, yang secara internal konsisten, dan selaras sempurna dengan pandangan Tasawwuf. Pentingnya kesejajaran antara pandangan dunia fisikawan dan sufi adalah tanpa keraguan. Keduanya muncul ketika orang bertanya ke dalam sifat penting dari hal-ke alam yang lebih dalam dari materi dalam fisika, ke alam yang lebih dalam dari kesadaran dalam Tasawwuf-ketika ia menemukan sebuah realitas yang berbeda di balik penampilan duniawi dangkal kehidupan sehari-hari. Fisikawan mendapatkan pengetahuan mereka dari percobaan sedangkan sufi dari wawasan meditasi. Terlihat Sufi dalam dan mengeksplorasi kesadaran nya pada berbagai tingkatan. Pengalaman dari tubuh seseorang, pada kenyataannya, sering dianggap sebagai kunci untuk pengalaman Tasawwuf dunia. Kesamaan lain antara fisikawan dan sufi adalah kenyataan bahwa observasi mereka terjadi di alam, yang tidak dapat diakses oleh indra biasa. Untuk fisikawan alam dunia atom dan sub-atomik, dalam Tasawwuf mereka adalah negara nonordinary kesadaran di mana dunia akal adalah melampaui. Baik bagi fisikawan dan sufi, pengalaman multidimensi melampaui dunia indrawi dan karenanya hampir tidak mungkin untuk mengungkapkan dalam bahasa biasa.

Quantum Fisika dan Tasawwuf adalah dua manifestasi komplementer dari pikiran manusia; fakultas yang rasional dan intuitif. Fisikawan modern pengalaman dunia melalui spesialisasi ekstrim dari pikiran rasional, para sufi melalui spesialisasi ekstrem dari pikiran intuitif. Keduanya diperlukan untuk pemahaman yang lebih lengkap dari dunia. Tasawwuf pengalaman diperlukan untuk memahami sifat terdalam dari hal-hal dan ilmu pengetahuan sangat penting bagi kehidupan modern. Oleh karena itu kita memerlukan interaksi dinamis antara intuisi Tasawwuf dan analisis ilmiah.

Sumber : http://science-islam.net/article.php3?id_article=793&lang=en

indonesia akan Jadi Pusat Fisika Teori Asia

LIKA.CO.ID,  JAKARTA -- Indonesia dinilai layak oleh para ahli fisika dunia menjadi Pusat Fisika Teori International (International Center for Theoretical Physics/ ICTP) region Asia Timur.

"International Atomic Energy Agency (IAEA) dan ICTP menilai Indonesia layak. Ini sesuatu yang membanggakan," kata Kepala Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan), Djarot Wisnubroto di sela workshop "Entrepreneurship Physicists and Engineers from Far Eastern Developing Countries" di Jakarta, Senin.

Rencana tersebut kemudian didukung oleh Kementerian Riset dan Teknologi serta universitas-universitas seperti UI, ITB, UGM, ITS dan lain-lain di bawah Dirjen Pendidikan Tinggi Kemdikbud, serta Lembaga-lembaga Pemerintah Non-Kementerian (LPNK) seperti BPPT dan LIPI serta berencana membentuk suatu konsorsium.

Menurut Djarot, dengan menjadi pusat fisika teori untuk Asia Timur, posisi Indonesia akan semakin diperhitungkan di bidang ilmu fisika di dunia.

"Kelayakan tersebut dilihat dari infrastruktur keilmuwannya seperti laboratorium serta sumberdaya manusianya yang cukup memadai. Dorongan ini melalui Batan karena kami telah memiliki hubungan kerjasama yang sangat erat dengan IAEA dan cukup sering menggelar kegiatan regional di bidang ketenaganukliran," katanya.

Fisika, disebutkan Direktur ICTP Fernando Quevedo, merupakan dasar dari teknologi, karena itu kemajuan dunia yang ada sekarang ini merupakan hasil dari perkembangan ilmu fisika teori.

ICTP merupakan suatu lembaga keilmuwan nirlaba yang didirikan pada 1964 di Trieste, Italia atas prakarsa Dr. Abdus Salam, pemenang Nobel bidang Fisika dari Pakistan yang kemudian didukung oleh para fisikawan dunia dan pemerintah Italia.

Kegiatan ICTP mencakup kerjasama riset, program pendidikan dan pelatihan, hingga workshop, dimana dalam setahun sekitar 80 kegiatan diselenggarakan di Italia dan 15 kegiatan lagi di negara berkembang.

Karena perkembangan sains dan teknologi yang pesat, kegiatan ICTP semakin banyak maka didirikanlah ICTP Regional Amerika Selatan di Sao Paulo, Brazil yang memulai kegiatannya pada 2012 ini.

Redaktur: Heri Ruslan

Sumber: Antara

Apakah Ilmu Fisika Baru Telah Lahir? Akselerator Atom Temukan Kejutan Antimateri

By fisikaku 

Akselerator partikel (atom smasher) terbesar di dunia, yang dirancang sebagai sebuah portal bagi pandangan-pandangan yang baru tentang fisika, telah menghasilkan temuan pertamanya dari sesuatu yang tak terduga-duga: pecahan-pecahan materi yang tidak bertingkah laku sama dengan antimateri (antimatter counterparts) dari materi-materi tersebut.

Penemuan tersebut, dipastikan, bisa mengkoreksi hukum fisika partikel (particle physics) dan membantu menjelaskan mengapa alam semesta kita ini terdiri dari sebagian besar materi dan bukannya antimateri (antimatter.)

Para ilmuwan di Large Hadron Collider, akselerator partikel berbentuk lingkaran sepanjang 17 mil (27km) di bawah tanah (underground) di dekat Geneva, Swiss, telah menabrakkan proton pada kecepatan yang tinggi untuk menciptakan ledakan energi. Dari energi ini tercipta banyak partikel subatom.

Sekarang para peneliti dari LHCb experiment milik akselerator tersebut melaporkan bahwa sebagian partikel materi yang tercipta di dalam mesin tersebut tampak bertingkah laku berbeda dari pasangan antimateri mereka, yang boleh jadi merupakan penjelasan parsial terhadap misteri antimateri.  [The Coolest Little Particles in Nature]

Antimateri yang hilang

Para ilmuwan berpikir alam semesta ini pada mulanya terbentuk dari materi dan antimateri (matter and antimatter) dengan jumlah yang setara. (Partikel antimateri mempunyai massa yang sama dengan kembaran mereka (materi) tapi mempunyai muatan (charge) yang berbeda). Namun selama 14 miliar tahun yang kemudian, kebanyakan dari antimateri tersebut mengalami kehancuran, dan menyisakan alam semesta ini yang terdiri dari sebagian besar materi.

Saah satu penjelasan potensial dari kejadian ini adalah apa yang disebut “charge-parity violation" (penyimpangan paritas muatan) (CP violation).  CP violation artinya bahwa partikel yang mempunyai muatan yang berlawanan bertingkah laku berbeda satu sama lain.

Para peneliti di LHCb telah menemukan bukti awal bahwa hal ini terjadi ketika partikel-partikel yang dinamakan D-mesons, yang mengandung "charmed quarks," memuai (decay) menjadi partikel-partikel lain, partikel yang bernama ganjil, charmed quarks ini, seperti halnya pertikel-partikel eksotik yang lain, sangat tidak stabil, yang hanya bisa bertahan dalam pecahan detik. Partikel-partikel ini dengan cepat memuai (decay) ke dalam partikel-partikel lain, dan produk inilah yang dideteksi oleh eksperimen tersebut. ("LHCb" adalah singkatan dari LHC-beauty,quark dalam bentuknya yang lain.)

Dari eksperimen tersebut, para peneliti tersebut menemukan sebuah perbedaan sebesar 0,8 persen dari probabilitas bahwa materi dan versi-versi antimateri dari partikel-partikel  ini akan memuai (decay) menjadi bentuk akhir tertentu.

Menepis kebetulan (Ruling out a fluke)

Berbicara tentang fisika partikel (particle physics), artinya kita berbicara tentang kualitas statistik. Mengukur sesuatu sebanyak satu kali saja tidaklah ada artinya karena terdapat derajat ketidakpastian yang tinggi di dalam sistem yang kecil namun eskotik tersebut. Para ilmuwan selalu mengandalkan pengukuran yang berulang-ulang—sehingga cukup untuk menghapuskan kemungkinan adanya fluke (sebuah kebetulan belaka).

Penemuan baru ini diberi peringkat kepercayaan sebesar "3,5 sigma" artinya satistik yang digunakan cukup solid sehingga hanya ada kemungkinan 0,05 persen bahwa pola yang mereka lihat tersebut tidak benar-bendar ada. Agar sebuah penemuan disebut sebagai kebenaran yang nyata dalam ilmu fisika partikel, tingkat kepercayaannya harus sebesar 5 sigma.

“Hal ini tentu saja menarik, dan berharga untuk dikejar,” kata peneliti LHCb Mathew Charles dariEngland's Oxford University pada LiveScience. Pada titik ini, temuan ini merupakan sesuatu yang menarik. Ini adalah bukti bahwa ada sesuatu yang menarik yang sedang berlangsung di luar sana, tapi kita seperti menyimpan champagne di dalam es, katakanlah demikian.

Pada akhir tahun 2012, kata Charles, Large Hadron Collider harus sudah mengumpulkan data yang cukup untuk mengkonfirmasi atau membatalkan hasil temuan mereka tersebut.

Kelahiran LHC's

Jika temuan tersebut terbukti, maka ini akan jadi penemuan yang besar, karena hal ini berarti bahwa teori fisika partikel yang menjadi acuan saat ini, yang disebut Model Standar (Standard Model), masih belum komplit. Saat ini Model Standar mengakomodasi penyimpangan CP (CP violation) yang minor, tetapi tidak pada level 0,8 persen. Untuk menjelaskan hasil-hasil ini, para ilmuwan harus mengubah teori mereka atau menambahkan beberapa fisika baru pada gambar yang sudah ada.

Terbukti atau tidak terbukti, LHC akan mengklaim kelahirannya.

“Tujuan LHC secara keseluruhan adalah untuk menemukan dan memahami fisika-fisika baru di luar Model Standar tersebut,” kata Charles. “Analisis jenis inilah yang menyebabkan saya bergabung dengan LHCb.”

Salah satu contoh yang memungkinkan dari jenis fisika baru yang boleh jadi bisa menjelaskan penyimpangan CP (CP violation) tersebut adalah apa yang disebut supersymmetry. Teori ini mengisyaratkan bahwa sebagai tambahan dari semua partikel yang diketahui, terdapat apa yang disebut partikel-partikel yang merupakan partner dari supersymmetry (supersymmetric partner particles) yang berbeda sebanyak setengah unit spin. Spin adalah salah satu karakteristik dasar dari partikel-partikel elementer.

Sejauh ini, tidak ada seorang pun yang telah menemukan bukti adanya supersymmetry. Tapi jika partikel-partikel supersymmetry benar ada, partikel-partikel tersebut boleh jadi tercipta secara cepat dan menghilang lagi selama terjadinya proses pemuaian partikel (particle-decay process). Dengan demikian, partikel-partikel supersymmetry tersebut bisa mengganggu proses pemuaian (decay process), yang secara potensial bisa menjelaskan mengapa materi dan antimateri memuai (decay) dengan cara yang berbeda-beda.

Apakah Ilmu Fisika Baru Telah Lahir? Akselerator Atom Temukan Kejutan Antimateri

By fisikaku 

Akselerator partikel (atom smasher) terbesar di dunia, yang dirancang sebagai sebuah portal bagi pandangan-pandangan yang baru tentang fisika, telah menghasilkan temuan pertamanya dari sesuatu yang tak terduga-duga: pecahan-pecahan materi yang tidak bertingkah laku sama dengan antimateri (antimatter counterparts) dari materi-materi tersebut.

Penemuan tersebut, dipastikan, bisa mengkoreksi hukum fisika partikel (particle physics) dan membantu menjelaskan mengapa alam semesta kita ini terdiri dari sebagian besar materi dan bukannya antimateri (antimatter.)

Para ilmuwan di Large Hadron Collider, akselerator partikel berbentuk lingkaran sepanjang 17 mil (27km) di bawah tanah (underground) di dekat Geneva, Swiss, telah menabrakkan proton pada kecepatan yang tinggi untuk menciptakan ledakan energi. Dari energi ini tercipta banyak partikel subatom.

Sekarang para peneliti dari LHCb experiment milik akselerator tersebut melaporkan bahwa sebagian partikel materi yang tercipta di dalam mesin tersebut tampak bertingkah laku berbeda dari pasangan antimateri mereka, yang boleh jadi merupakan penjelasan parsial terhadap misteri antimateri.  [The Coolest Little Particles in Nature]

Antimateri yang hilang

Para ilmuwan berpikir alam semesta ini pada mulanya terbentuk dari materi dan antimateri (matter and antimatter) dengan jumlah yang setara. (Partikel antimateri mempunyai massa yang sama dengan kembaran mereka (materi) tapi mempunyai muatan (charge) yang berbeda). Namun selama 14 miliar tahun yang kemudian, kebanyakan dari antimateri tersebut mengalami kehancuran, dan menyisakan alam semesta ini yang terdiri dari sebagian besar materi.

Saah satu penjelasan potensial dari kejadian ini adalah apa yang disebut “charge-parity violation" (penyimpangan paritas muatan) (CP violation).  CP violation artinya bahwa partikel yang mempunyai muatan yang berlawanan bertingkah laku berbeda satu sama lain.

Para peneliti di LHCb telah menemukan bukti awal bahwa hal ini terjadi ketika partikel-partikel yang dinamakan D-mesons, yang mengandung "charmed quarks," memuai (decay) menjadi partikel-partikel lain, partikel yang bernama ganjil, charmed quarks ini, seperti halnya pertikel-partikel eksotik yang lain, sangat tidak stabil, yang hanya bisa bertahan dalam pecahan detik. Partikel-partikel ini dengan cepat memuai (decay) ke dalam partikel-partikel lain, dan produk inilah yang dideteksi oleh eksperimen tersebut. ("LHCb" adalah singkatan dari LHC-beauty,quark dalam bentuknya yang lain.)

Dari eksperimen tersebut, para peneliti tersebut menemukan sebuah perbedaan sebesar 0,8 persen dari probabilitas bahwa materi dan versi-versi antimateri dari partikel-partikel  ini akan memuai (decay) menjadi bentuk akhir tertentu.

Menepis kebetulan (Ruling out a fluke)

Berbicara tentang fisika partikel (particle physics), artinya kita berbicara tentang kualitas statistik. Mengukur sesuatu sebanyak satu kali saja tidaklah ada artinya karena terdapat derajat ketidakpastian yang tinggi di dalam sistem yang kecil namun eskotik tersebut. Para ilmuwan selalu mengandalkan pengukuran yang berulang-ulang—sehingga cukup untuk menghapuskan kemungkinan adanya fluke (sebuah kebetulan belaka).

Penemuan baru ini diberi peringkat kepercayaan sebesar "3,5 sigma" artinya satistik yang digunakan cukup solid sehingga hanya ada kemungkinan 0,05 persen bahwa pola yang mereka lihat tersebut tidak benar-bendar ada. Agar sebuah penemuan disebut sebagai kebenaran yang nyata dalam ilmu fisika partikel, tingkat kepercayaannya harus sebesar 5 sigma.

“Hal ini tentu saja menarik, dan berharga untuk dikejar,” kata peneliti LHCb Mathew Charles dariEngland's Oxford University pada LiveScience. Pada titik ini, temuan ini merupakan sesuatu yang menarik. Ini adalah bukti bahwa ada sesuatu yang menarik yang sedang berlangsung di luar sana, tapi kita seperti menyimpan champagne di dalam es, katakanlah demikian.

Pada akhir tahun 2012, kata Charles, Large Hadron Collider harus sudah mengumpulkan data yang cukup untuk mengkonfirmasi atau membatalkan hasil temuan mereka tersebut.

Kelahiran LHC's

Jika temuan tersebut terbukti, maka ini akan jadi penemuan yang besar, karena hal ini berarti bahwa teori fisika partikel yang menjadi acuan saat ini, yang disebut Model Standar (Standard Model), masih belum komplit. Saat ini Model Standar mengakomodasi penyimpangan CP (CP violation) yang minor, tetapi tidak pada level 0,8 persen. Untuk menjelaskan hasil-hasil ini, para ilmuwan harus mengubah teori mereka atau menambahkan beberapa fisika baru pada gambar yang sudah ada.

Terbukti atau tidak terbukti, LHC akan mengklaim kelahirannya.

“Tujuan LHC secara keseluruhan adalah untuk menemukan dan memahami fisika-fisika baru di luar Model Standar tersebut,” kata Charles. “Analisis jenis inilah yang menyebabkan saya bergabung dengan LHCb.”

Salah satu contoh yang memungkinkan dari jenis fisika baru yang boleh jadi bisa menjelaskan penyimpangan CP (CP violation) tersebut adalah apa yang disebut supersymmetry. Teori ini mengisyaratkan bahwa sebagai tambahan dari semua partikel yang diketahui, terdapat apa yang disebut partikel-partikel yang merupakan partner dari supersymmetry (supersymmetric partner particles) yang berbeda sebanyak setengah unit spin. Spin adalah salah satu karakteristik dasar dari partikel-partikel elementer.

Sejauh ini, tidak ada seorang pun yang telah menemukan bukti adanya supersymmetry. Tapi jika partikel-partikel supersymmetry benar ada, partikel-partikel tersebut boleh jadi tercipta secara cepat dan menghilang lagi selama terjadinya proses pemuaian partikel (particle-decay process). Dengan demikian, partikel-partikel supersymmetry tersebut bisa mengganggu proses pemuaian (decay process), yang secara potensial bisa menjelaskan mengapa materi dan antimateri memuai (decay) dengan cara yang berbeda-beda.

fis inti

FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS

A. Susunan Inti Atom

Semua inti atom pada dasarnya tersusun atas :

• Proton yaitu partikel bermuatan positif (+1,6 . 10^-19) dengan massa satu satuan massa atom
• Neutron yaitu partikel tak bermuatan (netral) dengan massa satu satuan massa atom. Jadi massa suatu atom terkonsentrasi pada inti atom.
• Secara umum lambing atom dituliskan
• Dengan
• X     : Nama usur atom
• Z      : Nomor atom, menyatakan jumlah electron. Karena jumlah electron = jumlah proton, maka Z juga menyatakan jumlah proton.
• A     : Nomor massa, menyatakan jumlah proton dan netron dalam inti.
• N = A – Z = menyatakan jumlah netron dalam inti.
• Partikel penyusun inti disebut nucleon

Isotop, Isoton dan Isobar

• Isotop, yaitu inti-inti yang memiliki nomor atom sama
• Isoton, yaitu inti-inti yang memiliki jumlah netron sama
• Isobar, yaitu inti-inti yang memiliki nomor massa sama

B. Tenaga Ikat Inti

Telah diketahui bahwa inti terdiri dari proton dan neutron. Proton didalam inti tolak menolak, adanya kesatuan didalam inti disebabkan oleh adanya gaya yang mempertahankan proton itu dalam inti, gaya ini disebut gaya inti (nucleus force).

Penilaian yang cermat menunjukkan bahwa massa inti yang lebih kecil lebih stabil dari jumlah massa proton dan netron yang menyusunnya.

Massa detron (₁H²) lebih kecil dari massa proton dan netron yang menjadi komponen-komponen detron.

Detron terdiri atas satu proton dan satu netron

massa 1 proton   = 1,007825 sma

massa 1 netron   = 1,008665 sma               +

jumlah                  = 2,016490 sma

massa detron      = 2,014103 sma

Perbedaan massa   m= 0,002387 sma  = 2,222 MeV

Hal ini menunjukkan ketika proton bergabung dengan netron dibebaskan energi sebesar 2,222 MeV

₁p¹ +  ₀n¹ ® ₁H² +  2,222 MeV

Untuk membelah detron kembali menjadi proton dan netron diperlukan energi 2,222 MeV, karenanya tenaga sebesar 2,222 MeV disebut tenaga ikat (energi binding) detron.

Karena detron terdiri atas 2 nukleon, maka tenaga ikat tiap nukleon adalah 2,222/2=1,111 MeV.

Tenaga ikat nukleon paling besar pada unsur yang nomor atomnya 50.

Makin besar tenaga ikat ,makin besar pula energi yang diperlukan untuk memecah unsur iti,ini berarti makin stabil keadaan unsur itu.

Karena tenaga ikat tiap nukleon paling besar pada atom yang nomor atomnya 50 dapat ditarik kesimpulan  :

a.    Ketika inti-inti ringan bergabung menjadi inti-inti yang lebih berat akan disertai dengan pembebasan energi.

b.      Bila inti-inti berat terbelah menjadi inti-inti yang sedang akan dibebaskan energi.

Dengan demikian energi ikat inti di dapat dari adanya perbedaan massa penyusun inti dengan massa intinya sendiri dan perbedaan ini disebut dengan Deffect massa.

Maka energi ikat inti adalah : { (Smassa proton + Smassa netron) – massa inti }. c² (1 sma c² = 931 MeV)

C. Manfaat Radioisotop

1. Bidang kedokteran

I-131      : Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak

Pu-238 : energi listrik dari alat pacu jantung

Tc-99 & Ti-201 : Mendeteksi kerusakan jantung

Na-24    : Mendeteksi gangguan peredaran darah

Xe-133 : Mendeteksi Penyakit paru-paru

P-32       : Penyakit mata, tumor dan hati

Fe-59     : Mempelajari pembentukan sel darah merah

Cr-51     : Mendeteksi kerusakan limpa

Se-75     : Mendeteksi kerusakan Pankreas

Tc-99     : Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru

Ga-67    : Memeriksa kerusakan getah bening

C-14       : Mendeteksi diabetes dan anemia

Co-60    : Membunuh sel-sel kanker

2. Bidang Hidrologi.

• Mempelajari kecepatan aliran sungai.
• Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

3.    Bidang Biologis

• Mempelajari kesetimbangan dinamis.
• Mempelajari reaksi pengesteran.
• Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

4.    Bidang pertanian.

• Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis
• Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi
• Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang

5.    Bidang Industri

• Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam
• Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam
• Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni
• Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil
• Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

6.    Bidang Arkeologi

• Menentukan umur fosil dengan C-1
  4