10 Prestasi Brilian Teknologi Ilmiah

Sabine Hossenfelder bukanlah nama yang terkenal, tetapi artikelnya baru-baru ini telah memicu perdebatan di antara beberapa pakar ilmiah. Dalam tulisannya, yang diterbitkan oleh majalah New Scientist , jurnalis dan fisikawan teoretis itu menentang investasi sejumlah besar uang dalam penumbuk partikel baru. Organisasi penelitian CERN telah mengumumkan rencana untuk membangun supercollider € 21 miliar, sebuah proposal yang menurut Hossenfelder tidak membenarkan label harganya yang besar dan kuat.

Artikelnya telah memecah pendapat antara fisikawan teori dan partikel. Banyak yang setuju dengan kesimpulan beralasan Hossenfelder. Yang lain berpendapat bahwa investasi diperlukan untuk evolusi; tanpa area kerja baru, penelitian akan mengering begitu saja.

Masih belum diketahui apakah supercollider berbiaya tinggi itu akan dibangun. Namun, di tengah debat berpikiran maju ini, kita tidak boleh kehilangan perspektif tentang saat ini. The Large Hadron Collider, kebanggaan utama CERN, dibuka hanya satu dekade lalu. Saat itu, kita telah menyaksikan penemuan gelombang gravitasi, boson Higgs, dan berbagai fenomena mekanika kuantum.

Lompatan ke depan yang berani ini hanya mungkin terjadi karena kekayaan teknologi mutakhir. Berikut ini adalah semua prestasi teknik luar biasa yang telah membantu merevolusi pemahaman kita tentang dunia di sekitar kita.

10. Kamera Energi Gelap

Apakah energi gelap itu? Jawaban singkatnya adalah tidak ada yang benar-benar yakin. Dalam arti tertentu, energi gelap adalah antitesis gravitasi, memberikan tekanan tolakan negatif yang diyakini dapat mempercepat ekspansi. Bentuk energi yang sukar dipahami dikatakan mencapai sekitar dua pertiga dari total massa-energi alam semesta, sisanya sebagian besar adalah materi gelap.

Konon, misteri energi gelap mungkin bukan misteri lebih lama lagi. Sekelompok peneliti di Cerro Tololo Inter-American Observatory sedang mengeksplorasi energi gelap dalam upaya untuk memahami alam semesta pada tingkat fundamental. Terletak tinggi di Andes Chili, Kamera Energi Gelap (DECam) mereka menangkap gambar definisi tinggi dari. Ini adalah salah satu kamera digital paling canggih di planet ini.

Butuh ilmuwan dari enam negara berbeda selama lebih dari satu dekade merancang dan menguji untuk menghasilkan DECam. Proyek tersebut telah memetakan kira-kira seperdelapan dari langit dengan kejernihan luar biasa, sementara juga mengkatalogkan 300 juta galaksi. Para ahli saat ini sedang dalam proses menganalisis gambar.

9. Menara Einstein

Betapapun mewah untuk dilihat karena sangat penting secara ilmiah, Menara Einstein di Potsdam, Jerman, telah menghabiskan hampir satu abad untuk mempelajari. Observatorium dibuka pada 1920-an dengan tujuan memvalidasi teori relativitas Einstein yang baru-baru ini diterbitkan. Bertempat di menara adalah gaya teleskop yang tidak konvensional, tidak dapat digerakkan dan dibaut tegak, yang mengukur pergeseran spektral dalam sinar matahari.

Yang lebih aneh dari teori yang ditugaskan untuk memverifikasi adalah bangunan itu sendiri. Menara Einstein adalah contoh arsitektur ekspresionis terkenal yang membuat penciptanya, Erich Mendelsohn, menjadi terkenal. Observatorium biasanya memiliki eksterior yang hambar dan murni berfungsi, tetapi visi Mendelsohn jauh lebih avant-garde.

Hasil dari pendekatan arsitektur yang aneh ini adalah struktur montok yang menyerupai fiksi ilmiah yang menonjol dari lanskap Jerman. Nama bangunan tersebut,, dikatakan tidak menyetujui desain futuristik.

8. Stonehenge


Dengan standar modern, mungkin itu adalah, tetapi ketika bebatuan pertama kali didirikan di Dataran Salisbury sekitar 5.000 tahun yang lalu, Stonehenge adalah teknologi tercanggih. Sejarawan telah menemukan bukti kuat yang menunjukkan bahwa lingkaran batu itu adalah semacam observatorium primitif yang digunakan untuk memantau langit.

Faktanya, beberapa orang mengklaim bahwa pembangun Stonehenge pasti menggunakan teorema Pythagoras, dua milenium sebelum ia lahir. Henge asli dikatakan dikelilingi oleh 56 tiang kayu. Para astronom kuno akan menggunakan ini untuk memetakan siklus gerhana matahari dan bulan.

7. Observatorium Pierre Auger


Kosmologi penuh dengan misteri. Bagaimana alam semesta kita ada? Terbuat dari apa? Bagaimana Anda menjelaskan perluasannya yang tidak biasa?

Salah satu misteri tersebut adalah sinar kosmik. Planet kita sedang dibombardir oleh aliran partikel berenergi tinggi yang terus menerus, meluncur menuju Bumi dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Rentetan partikel subatomik ini adalah fenomena yang dikenal sebagai sinar kosmik. Sinar berenergi rendah diketahui lahir dari bintang-bintang yang sekarat di tubuh kita. Jauh lebih sedikit yang diketahui tentang sinar berenergi tinggi. Diperkirakan berasal dari galaksi yang jauh, sumber pastinya tidak diketahui para ilmuwan selama beberapa dekade.

Sinar kosmik juga sangat langka. Rata-rata, satu kilometer persegi (0,39 mi 2 ) hanya akan dihantam oleh satu partikel berenergi tinggi per abad. Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti telah membangun detektor besar yang membentang bermil-mil di seluruh Argentina. Observatorium Pierre Auger mencakup area deteksi seluas sekitar 3.000 kilometer persegi (1.200 mi 2 ) —kurang lebih 30 kali luasnya. Selesai pada tahun 2008, observatorium mengambil sinar kosmik setelah mereka menghantam atmosfer dan menghujani bumi dalam aliran berbagai partikel sekunder.

6. Teleskop Lovell


Di sebuah desa pedesaan di jantung kota, teleskop radio terkenal telah menghabiskan 60 tahun terakhir untuk memeriksa kosmos. Ditemukan di Jodrell Bank, sebuah observatorium yang dijalankan oleh Universitas Manchester, Teleskop Lovell adalah salah satu teleskop radio terkuat yang pernah dibuat.

Fitur menonjolnya adalah mangkuk putih yang dapat dikemudikan sepenuhnya, dengan diameter 76 meter (250 kaki), yang menghiasi dua menara bertenaga motor. Mangkuk besar ini berfungsi seperti parabola raksasa, mengumpulkan dan memfokuskan gelombang radio dari sumber di langit untuk diubah menjadi sinyal listrik.

Masih yang terbesar ketiga dari jenisnya selama setengah abad sejak pertama kali dirakit, Lovell telah memainkan peran penting dalam memajukan pemahaman kita. Teori yang sekarang sedang dieksplorasi oleh Lovell hampir tidak terbayangkan ketika pertama kali dibuka.

5. Super-Kamiokande

Neutrino telah menjadi jantung dari sejumlah hal yang menarik dalam beberapa tahun terakhir. Partikel subatom yang sangat kecil diperkirakan termasuk yang paling melimpah di alam semesta dan juga salah satu yang paling sulit dideteksi. Pada 2015, Takaaki Kajita dan Arthur B. McDonald dianugerahi Hadiah Nobel untuk Fisika setelah menunjukkan bahwa neutrino mengubah sifat intrinsik mereka saat melakukan perjalanan.

Fluktuasi ini mengharuskan partikel memiliki massa tertentu, bertentangan dengan kepercayaan lama bahwa neutrino tidak bermassa. Fisikawan partikel sekarang harus menilai kembali pemahaman mereka tentang sifat materi. Ini kemungkinan besar akan mengarah pada perluasan banyak teori ilmiah.

Penemuan terobosan Kajita hanya mungkin karena Super-Kamiokande (model yang digambarkan di atas), sebuah tangki detektor bawah tanah yang sangat besar berisi 50.000 ton air. Saat neutrino berlari melewati tangki, sebagian besar tidak meninggalkan jejak, tetapi beberapa memancarkan semburan cahaya Cherenkov yang menyilaukan (setara dengan ledakan sonik). Dengan menganalisis semburan, peneliti dapat memeriksa sifat-sifat itu sendiri.

4. Teleskop Hubble

Mengorbit 547 kilometer (340 mil) di atas kepala kita, Teleskop Luar Angkasa Hubble telah digambarkan sebagai langkah paling penting dalam astronomi sejak Galileo memperkenalkan teleskopnya pada tahun 1610. Pada bulan April 1990, ketika Hubble pertama kali diluncurkan dan digunakan; Memiliki teleskop permanen di luar atmosfer bumi dianggap revolusioner. Hampir tiga dekade kemudian, teknologi ini tetap menjadi yang terdepan dalam sains modern.

Tidak seperti teleskop berbasis darat tradisional, Hubble mengamati kedalaman ruang tanpa halangan oleh atmosfer yang padat dan terdistorsi. Kamera canggih teleskop dapat melihat kejadian astronomi dengan kejelasan dan konsistensi yang lebih baik daripada observatorium mana pun di planet ini.

Arus pengamatan yang stabil yang diumpankan kembali dari Hubble telah sepenuhnya mengubah pemahaman kita tentang alam semesta di sekitar kita. Rata-rata, sekitar 150 makalah ilmiah per hari akan mengutip penelitian yang dalam beberapa hal menggabungkan data Hubble. Teleskop telah memungkinkan para astronom untuk menjelajahi segala macam topik secara mendalam, dari lubang hitam supermasif hingga energi gelap. Ini pencapaian yang sangat besar, terutama untuk satelit yang hanya sebesar bus besar.

3. Penumbuk Hadron Besar


Large Hadron Collider (LHC) CERN, untuk saat ini, paling tidak, adalah akselerator partikel paling kuat yang pernah dibuat — meskipun, sebagaimana dibahas di awal artikel, pengembang saat ini sedang memperdebatkan apakah akan membangun yang lain yang hampir empat kali lebih besar.

Di dalam cincin magnet 27 kilometer (17 mil), dua berkas partikel saling berdesakan dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Para peneliti di Jenewa telah menghancurkan partikel subatomik menjadi satu sama lain sejak 2009. Pada tahun 2012, setelah LHC hanya beroperasi beberapa tahun, mereka menjadi berita utama global dengan mengkonfirmasi keberadaan boson Higgs.

Awalnya diharapkan bahwa LHC mungkin juga dapat menjelaskan teori string dan. Seiring berjalannya waktu, tanpa bukti yang ditemukan, hal ini terlihat semakin tidak mungkin.

Agar cincin dapat mempertahankan magnetnya, kumparan kabel superkonduktor perlu didinginkan dengan nitrogen cair, yang menjaganya tetap dingin pada minus 271,3 derajat Celsius (–456,3 ° F). Kabel memiliki kemampuan luar biasa untuk menghantarkan listrik dengan sempurna tanpa kehilangan energi.

2. LIGO

Gelombang gravitasi adalah distorsi dalam struktur ruang dan waktu yang memancar dari energi tinggi. Mereka berasal dari objek yang berakselerasi dan menyebar melalui kosmos seperti riak di kolam. Gelombang terbesar berasal dari peristiwa besar dan bergolak seperti ledakan supernova atau dua lubang hitam bertabrakan. Bahkan diyakini ada beberapa radiasi gravitasi yang masih tersisa sejak lahirnya alam semesta.

Albert Einstein pertama kali membayangkan riak langit ini pada tahun 1916 sebagai bagian dari teori relativitas umumnya. Namun, keberadaan mereka tidak terbukti sampai tahun 1974. Untuk gelombang gravitasi pertama yang benar-benar terdeteksi, para peneliti di Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) di Louisiana harus membangun sebuah instrumen presisi tinggi yang dikenal sebagai interferometer. Interferometer dapat melakukan pengukuran yang sangat kecil dengan membandingkan dua berkas cahaya yang hampir identik. Mereka sering digunakan untuk menentukan perubahan kecil pada posisi.

Meskipun teknologi interferometer telah ada sejak akhir abad ke-19, LIGO adalah yang paling sensitif yang pernah dibuat. Detektor kembar terbuat dari dua tabung vakum baja sepanjang 4 kilometer (2,5 mil) dan mengukur fluktuasi ribuan kali lebih kecil dari proton.

Gelombang gravitasi pertama yang dirasakan oleh LIGO berasal dari dua gelombang yang saling bertabrakan hampir 1,3 miliar tahun yang lalu. Prestasi penting ini membuat tiga peneliti LIGO meraih Penghargaan Nobel Fisika 2017, bersama dengan sambutan massa dari media dan rekan-rekan mereka.

1. Stasiun Luar Angkasa Internasional

Dengan ukuran yang hampir sama dengan lapangan sepak bola, Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) adalah struktur buatan terbesar yang pernah kita tempatkan di luar angkasa. Sejak November 2000, stasiun ini terus dihuni, menampung lebih dari 200 orang dari 18 negara berbeda. Dalam sehari, jarak yang ditempuh ISS setara dengan terbang ke sana kemari.

Di dalam ISS, proyek penelitian dilakukan ke dalam beragam topik. Dalam satu misi, kru ditugaskan untuk membakar tetesan bahan bakar berbentuk bola kecil sebagai bagian dari studi tentang api di gayaberat mikro. Yang lain tumbuh kristal protein besar atas nama penelitian medis.

Terlebih lagi, ini dipasang dengan detektor partikel yang sangat sensitif yang dikenal sebagai Alpha Magnetic Spectrometer (AMS). Berbeda dengan Pierre Auger Observatory, instrumen ini mampu mengukur sinar kosmik sebelum terpecah di atmosfer. Data dari AMS dapat membantu para kosmolog mencerahkan sumber radiasi kosmik, sementara juga mendukung beberapa teori tentang komposisi materi gelap.

Jangan lupa Follow untuk mengikuti update terbaru dari REO News yang berisi info unik dan update, contohnya seperti 10 Prestasi Brilian Teknologi Ilmiah.