Perjalanan Fisika klasik Menuju Fisika Modern Newtonian merupa merupakan kan model model fisika fisika teori teori yang yang pertam pertamakal akalii lahir lahir dalam dalam dunia dunia Fisika. Teori ini sempat ditempatkan dalam kedudukan “The Ultimate Theory” pada masanya. masanya. James dalam kuliah kuliah inagur inagurasi asi di James Clark Clark Maxwell Maxwell (1831-1879) dalam Cambridge University University pada tahun 1871 menyampaikan optimisnya bahwasannya dalam dalam waktu waktu dekat dekat semua semua konsta konstanta nta fisika fisika akan akan dapat dapat terest terestima imasi. si. Namun Namun kenyataannya pada akhirnya teori ini tidak mampu menerangkan fenomena fisis pada tingkat lebih lanjut. Dimulai dengan misteri yang muncul dari permasalahan Black Body Radiation , atau bahkan tidak mampu menerangkan apa gravitasi dan bagaimana proses terjadinya.
kemudian muncul muncul Albert Albert Einstein Einstein (1879-19 (1879-1955) 55) dengan dengan teori teori relativi relativitasn tasnya ya kemudian dengan memberikan koreksi yang berarti bagi perkembangan fisika teori. Namun hal ini tidak berarti menyebabkan runtuhnya teori Newton, namun memberikan koreks koreksii lebih lebih teliti teliti dalam dalam kondis kondisii terten tertentu tu (dalam (dalam hal ini relativ relativita itass khusu khususs memberikan koreksi untuk benda bergerak dengan kecepatan extra). Teori Relativitas khusus dipublikasikan pada tahun 1905 oleh Einstein sebagai estimasi perumusan fisis untuk benda yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Sedangkan Teori relativitas Umum dipublikasikan pada tahun 1915 yang melandaskan teorinya pada geometri ruang-waktu bagi gravitasi secara tunggal. Pembuktian dari relativitas umum teramati di afrika oleh Arthur Stanley Eddington(1882-1944) pada tanggal 29 Mei 1919 dalam misi penelusuran prediksi Einstein, yang sebenarnya pada sebelumnya juga pernah diamati olehnya dan berhasil pada tahun 1912.Namun hasilnya dipublikasikan pada pertemuan pada 6 Nove Novemb mber er 1919 1919 yang yang Royal Royal Society Society dan Royal Royal Astrono Astronomy my Sociaty Sociaty pada menyatakan menyatakan kebenaran ramalan dari Teori Relativitas Relativitas Umum Einstein. Einstein. Sehingga pada keesokan harinya media massa menjadikan laporan ini sebagai Headline mereka, mereka, sehingga sehingga pada saat itu juga Einstein menjadi selebritis yang dibicarakan oleh semua orang di universitas-universitas (hingga saat ini di jurusan Fisika FMIPA UNEJ), gedung parlemen, restoran, bus kota, taman kota atau bahkan warung ? (red), sehingga media massa menjadikannya sebagai Ilmuwan Terbesar abad 20.
Gambar 1. Bintang yang berada tepat di belakang matahari yang seharusnya tidak tampak dibumi (dari gambar geometris secara analitik telah diperhitungkan kelengkungan ruang-waktu nya), hal ini tentunya hanya bisa diamati pada saat gerhana matahari, mengingat pada kondisi normal cahaya matahari yang lebih dekat tentu saja mengalahkan cahaya bintang yang jauh, sehingga cahaya bintang seakan tidak tampak di siang hari. (atas) dan Eddington (bawah) Tahun 1917 Einstein membuat solusi model jagad raya, namun dia masih beranggapan sesuai anggapan masa itu ketika jagad raya dianggap abadi dan tidak berubah, dimana pada persamaannya Einstein memperkenalkan suku tambahan yang dikenal dengan konstanta kosmik. Namun pada tahun 1924 Edwin Hubble (1889-1953) menemukan bahwasannya jarak antar galaksi semakin menjauh yang kita kenal dengan “The Expanding Universe” . Penemuan Hubble ini
memanfaatkan sebuah teori fisika yangsederhana dan kita kenal dengan baik, yaitu efek dopler , dia mngukur panjang gelombang cahaya dari sebuah bintang selama beberapa kurun sakty yang ternyata semakin panjang (dikenal dengan pergeseran merah). Dari sini dengan jujur dan rendah hati Einstein menyatakan kesalahannya pada pengenalan konstanta kosmiknya dengan ungkapan “The biggest blunder of My life” . Kata kunci menarik untuk dipelajari: black hole, ruang-waktu empat dimensi
Gambar 2. Efek Dopler
Gambar 3.Hubble (atas) danp pergeseran frekuensi cahaya bintang (bawah) Pada permulaan Era teori kuantum yang sebenarnya lahir dari munculnya permasalahan distribusi radiasi benda hitam yang tak dapat dijelaskan oleh fisika
partikel klasik dan fisika gelombang elektromagnet milik Maxwell , dimana gelombang dan partikel didefinisikan secara terpisah pada masa itu. Di masa inilah fisika mengalami kebuntuan dan masa suram.
Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947) kemudian memperkenalkan paket (kuanta) energi gelombang Elektromagnet dalam rongga benda hitam, namun dia tidak yakin kalau anggapannya benar. Hal ini kemudian ditanggapi oleh Einstein dengan mengambil temuan Max Planck ini kemudian mempertajam pendapatnya bahwasannya cahaya terpaket tersebut adalah partikel. Ide ini sangat berlawanan dengan konsep pada masa itu dimana partikel dinyatakan sebagai pertikel dan gelombang dinyatakan sebagai gelombang, namun pada akhirnya ide ini bahkan mampu menjelaskan efek fotolistrik yang gagal dijelaskan oleh mekanika newtonian dan teori gelombang Elektro magnet Maxwellian, sehinnga kemudian menyebabkan Einstein mendapatkan Nobel dari keterangannya ini. Tidak mau kalah dari Max Planck dan Einstein , Arthur Compton (1892-1962) , bahkan mengajukan ide yang lebih tajam dengan mengemukakan bahwa cahaya memiliki momentum, dimana pada fisika klasik momentum “haram” dimiliki oleh sesuatu yang tidak bermassa (baca=gelombang cahaya). Dari idenya ini Compton mampu menerangkan proses terjadinya hamburan cahaya oleh atom yang kemudian dikenal dengan “efek compton”. Dari ide dasar Planck,Einstein dan Compton kemudian ada seorang mahasiswa yang mengajukan idenya bahwasannya partikel juga bersifat gelombang dalam desertasinya,Louis De Broglie (1892-1987) . Hal ini menyebabkan para dewan pengujinya pusing tujuh keliling sehingga meminta waktu untuk mendiskusikan dengan jagoan kita “Mbah Einstein ”, dan pada akhirnya dia dinyatakan lulus sebagai Doktor dalam bidang fisika. Teorinya ini kemudian dibuktikan pada tahun 1925 oleh davidson dan kusman, yang menemukan pola elektron terhambur dengan pola difraksi setelah dikenakan pada kristal nikel, dimana difraksi hanya terdapat pada sifat gelombang ternyata juga terdapat pada partikel. Desertasi De Broglie benar..!!. Kemudian dari fungsi distribusi gaussian:
Secara yang secara fisis paket gelombang terbentuk dari beberapa gelombang dengan panjang gelombang berbeda:
Gambar 4. Paket gelombang yang terbentuk dari berbagai gelombang dengan panjang gelombang yang berbeda Ternyata distribusi bukan berbentuk gaussian, namun dipenuhi:
Karena uncertainity ”.
kemudian
diperoleh
hubungan
fundamental
“heisenberg
Atau
Apa artinya…..? (cari di efek terobosan mekanika kuantum) Gambaran wilayah operasi teori fisika pada waktu itu: Kecepatan kecil Kecepatan besar
Makro Mekanika Newton Relativitas Khusus
Mikro Kuantum ?
Perumusan formal mekanika kuantum menghasilkan persamaan utama yang dikenal sebagai persamaan Schrodingher yang tak lain merupakan persamaan eigen:
Yang dalam artian pada satu operator H diketahui kita diharapkan mengetahui solusi berupa nilai Eigen dari fungsi Eigen
.Anehnya persamaan ini terletak
padaFungsi Eigen
sendiri yang tidak mempunyai arti fisis tertentu, namun
modulus kuadrat panjang di posisi x.
memiliki arti peluang mendapatkan partikel par satuan
Kata kunci menarik untuk dipelajari : tafsiran copenhagen Pada tahun 1926 ada usaha mengawinkan teori kuantum dengan relativitas khusus oleh O. Klein, V.Fock, W.Gordon, namun hasilnya dapat dikatakan “Error”
Namun cahaya teraang mulai memancar ketika Paul Dirac (1902-84) pada tahun 1928, keluar dari pertapaannya dengan memperkenalkan “persamaan dirac”, teori yang mengesankan untuk menjelaskan partikel yang memiliki spin ½ yang bahkan mengundang sinis dari Wolfgang Pauli. Dari persamaannya inilah kemudian ditemukan antipartikel, yang kemudian terbukti benar dengan ditemukannya positron yang merupakan pasangan dari elektron, dan kemudian anti proton dan anti neutron ditemukan pada tahun 1955 dan 1957. Kata kunci menarik untuk dipelajari: pair anihilation dan pair production , particle physics, Quantum Electrodynamics Perlu diperhatikan pula, fisika termodern yang saya sebutkan disini bahkan saat ini menjadi fisika “kuno” yang masih tetap mendasari perkembangan fisika paling mutahir saat ini, baca juga : standard model, string theory, supersymetry, super string theory
