Nobel Fisika 2018 untuk Teknik Laser Presisi Tinggi
2 Oktober 2018
Tiga ahli fisika laser yakni Arthur Ashkin, Gérard Mourou dan Donna Strickland dianugerahi hadiah Nobel Fisika 2018. Riset mereka dipuji sebagai terobosan di bidang teknik laser untuk kedokteran, sains maupun industri.
Iklan
Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia menyebutkan, penemuan dari tiga ahli fisika laser itu mendapat penghargaan karena merupakan terobosan dalam fisika laser. Instrumen laser canggih dengan presisi tinggi, membuka bidang riset yang selama ini belum dieksplorasi, untuk aplikasi di bidang industri maupun medis.
Arthur Ashkin (96) dari Bell Laboratories AS menemukan "pinset optis" berupa "jari tangan pancaran laser" yang bisa mengambil partikel, atom, virus dan sel hidup lainnya. Dengan pinset radiasi cahaya bertekanan, kita bisa memindahkan objek fisik. "Sebuah impian lama dari fiksi ilmiah kini jadi kenyataan", ujar para juri dari Karolinska Institut di Stockholm.
Temuan Ashkin untuk pertama kalinya membuka kemungkinan untuk mengamati dan memahami pergerakan di modus molekuler. Heiner Linke, anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia mengatakan, "Semua proses dalam tubuh melibatkan gerakan mekanis, dan satu-satunya cara untuk memahaminya hanya dengan instrumen laser presisi tinggi ini."
Sebuah kamera dengan lensa sepanjang 3,4 kilometer mampu merekam obyek dengan kecepatan rana dalam ukuran femto detik dan resolusi dalam kisaran atom. Kamera ini dibuat untuk memahami reaksi kimia dalam tubuh manusia.
Foto: DESY 1999
Keajaiban Teknologi Tersembunyi
Bangunan di utara Jerman ini tidak mengesankan sebuah keajaiban teknologi. Tapi kesan tersebut menipu, karena 12 meter di bawah tanah terletak instalasi laser Röntgen terkuat di dunia. Untuk membangunnya pemerintah Jerman, Rusia dan beberapa negara kecil lain mengucurkan biaya sebesar 1,2 miliar Euro atau 17 triliun Rupiah.
Foto: European XFEL
Rahasia Terakhir Tubuh Manusia
Eksperimen ini bertujuan merekam proses kimia yang melibatkan senyawa organik, misalnya buat menjawab kenapa tubuh manusia justru memproduksi sel-sel kanker. Sejauh ini percobaan serupa di seluruh dunia selalu menemui kegagalan lantaran minimnya teknologi yang ada. Mampukah eksperimen Xfel alias X-Ray Free-Electron Laser menjawab teka teki tersebut?
Foto: DW
Kamera Raksasa
Untuk mengungkap rahasia Biomolekul ilmuwan menggunakan sinar Röntgen seperti yang lazim digunakan di rumah sakit. Namun berbeda dengan dokter yang menembak tubuh manusia dengan sinar Röntgen berkali-kali buat memproduksi citra X-Ray, Xfel menembak molekul satu kali, namun dengan energi yang sangat tinggi dan dalam waktu super singkat.
Foto: European XFEL/Design: Marc Hermann, tricklabor
Merekam Sebelum Meledak
Jika sinar tersebut mengenai Biomolekul, maka senyawa itu akan hancur dalam ledakan Coulomb. Rahasianya adalah merancang tembakan sinar Röntgen sesingkat mungkin (dalam hitungan femto detik), sehingga bisa memotret Molekul sebelum hancur. Dalam jargon ilmiah teknik itu disebut juga Diffraction before Destruction.
Foto: DESY 1999
Ribuan Kilat dalam Pipa Cahaya
Untuk itu ilmuwan merancang pipa laser yang membentang sepanjang 3,4 kilometer. Setiap detik sebanyak 27.000 kilatan Röntgen berkelebat menyusuri pipa akselerator dan menghantam sampel di ujung terowongan. Dengan kecepatan itu ilmuwan bisa merekam reaksi kimia dengan tajam dan jelas. Xfel adalah "mikroskop dan sekaligus kamera raksasa", kata Jurubicara Xfel Eropa, Bernd Ebeling kepada situs Golem.
Foto: European XFEL
Instalasi Lintas Disiplin
Fasilitas baru itu juga bakal digunakan oleh ilmuwan lintas disiplin, antara lain Fisika dan Astronomi, Kimia, Teknologi Nano, Energi, Biologi, Medis dan juga Farmasi. Terutama penelitian seputar proses kimia pada sel surya dan sel bahan bakar diharapkan mampu mempercepat pengembangan jenis energi masa depan.
Foto: European XFEL
Informasi yang Hilang
Namun begitu keberadaan Xfel bukan tanpa kritik. Instalasi tersebut dianggap terlalu mahal, lantaran sebagian besar eksperimen Biomolekul tidak membutuhkan sinar laser sekuat itu. Selain itu metode merekam dengan menghancurkan Biomolekul dengan sinar Röntgen juga menghilangkan sebagian informasi penting yang dibutuhkan untuk merekonstruksi ulang struktur molekul.
Foto: European XFEL
Keyakinan Pada Sains
Belum juga jelas apakah Xfel akan mampu mengemban tugas seperti yang diidamkan ilmuwan. Instalasi unik ini baru akan diaktifkan pada September mendatang. Namun Walikota Hamburg, Olag Scholz, yakin Xfel akan membantu "ilmuwan menerangi struktur atom pada virus dan sel-sel mahluk hidup, merekam reaksi kimia dan menambah pengetahuan tentang inti planet."
Foto: European XFEL
8 foto1 | 8
Sementara Gerard Morou (74) dari Perancis dan Donna Strickland (59) dari Kanada, bersama mengembangkan metode untuk membangkitkan pulsa laser ekstrem pendek. Komite Nobel menyebutkan ini merupakan impuls laser paling pendek dan paling intensif yang bisa diciptakan manusia hingga saat ini. Temuan kedua ilmuwan itu bisa digunakan pada mesin-mesin mikro, terutama untuk pembedahan mata serta operasi koreksi untuk mata lamur.
Donna Strickland menjadi perempuan ketiga yang dianugerahi hadiah Nobel Fisika sepanjang sejarah pemberian penghargaan itu sejak 1901. Reaksi pertama Strickland ketika diberi tahu ia mendapat penghargaan bergengsi itu adalah:"Saya pikir cukup banyak perempuan yang mendapat hadiah Nobel Fisika. Tapi saya merasa terhormat menjadi salah satu perempuan yang diberi penghargaan ini."
Hadiah Nobel Fisika berupa uang tunai sebesar 1 juta Dollar akan diberikan separuhnya kepada Ashkin, dan Morou serta Strickland berbagi separuh hadiah sisanya.
Sains Berutang Budi pada Perempuan-perempuan ini
Meski seksisme yang merajalela, sejumlah perempuan mampu membuktikan betapa gender tidak menentukan bakat seseorang. Hasil kerja mereka menjadi landasan kemajuan sains di era modern.
Foto: picture-alliance/dpa/B. Thissen
Ada Lovelace, Matematika
Terlahir tahun 1815, Ada Lovelace adalah pakar matematika berbakat yang menulis instruksi program komputer pertama pada pertengahan abad 18. Ada termasuk ilmuwan paling pertama yang meyakini kalkulator memiliki kemampuan melebihi fungsinya sebagai alat menghitung. Namanya melambung setelah membantu pionir komputer, Charles Babbage, mengembangkan mesin komputasi pertama, Analytical Engine
Foto: public domain
Marie Curie, Fisika Nuklir
Marie Curie adalah perempuan pertama yang memenangkan hadiah Nobel, yang pertama mendapat dua penghargaan bergengsi itu dan satu-satunya manusia yang memenangkan hadiah Nobel di dua bidang yang berbeda. Dilahirkan pada 1867, Curie termasuk ilmuwan paling dikenal dalam sejarah berkat risetnya di bidang radiasi nuklir dan penemuan dua elemen baru, yakni radium dan polonium.
Foto: picture alliance/United Archiv
Rosalind Franklin, Kimia
Rosalind Franklin tidak pernah mendapatkan hadiah Nobel, meski karyanya bernilai penting buat ilmu pengetahuan. Pasalnya perempuan Yahudi asal Inggris ini berhasil mengungkap rahasia struktur molekuler DNA dan RNA. Berbekal hasil penelitian Franklin, dua ilmuwan lain, James Watson dan Francis Crick, berhasil menemukan DNA Heliks Ganda dan mendapat hadiah Nobel di bidang Kedokteran.
Foto: picture-alliance/HIP
Dorothy Hodgkin, Kimia
Pionir Biokimia Inggris, Dorothy Hodgkin, berteman dekat dan sering bekerjasama dengan Franklin. Ia mengembangkan teknik Kristalografi protein yang mampu mengungkap struktur biomolekul dan menjadi perempuan ketiga yang memenangkan Nobel Kimia pada 1964. Lima tahun setelah kemenangannya itu, Hodgkin kembali mencatat sejarah sains setelah berhasil mengurai struktur Insulin.
Foto: picture-alliance/dpa/Leemage
Elizabeth Blackburn, Biologi
Perempuan Amerika berdarah Australia ini memenangkan hadiah Nobel di bidang Medis pada 2009 silam. Bersama dua ilmuwan lain, Carol Greider dan Jack Szostak, Elizabeth Blackburn mengungkap bagaimana enzim telomer melindungi dan mengurangi kerusakan DNA, serta berperan pada proses penuaan. Hasil risetnya itu mendasari penelitian Kanker hingga kini.
Foto: picture-alliance/dpa/S.Merrell
Jane Goodall, Primatologi
Goodall bisa jadi merupakan pakar simpanse paling berbakat dalam sejarah. Ia menghabiskan puluhan tahun mempelajari perilaku sosial dan interaksi intim primata cerdas ini di Tanzania. Goodall yang juga menemukan bahwa satwa memiliki kepribadian unik sering dituduh melakukan Antropomorfisme alias mendefinisikan hewan berdasarkan atribut manusia.
Foto: picture alliance/Photoshot
Rita Levi-Montalcini, Neurobiologi
Dilahirkan di Italia 1909, karir Montalcini sempat mandek lantaran diskriminasi anti Yahudi yang marak di era Benito Mussolini. Karena dilarang bekerja, dia lalu membangun laboratorium di kamar tidurnya sendiri. Pada 1986 ia mendapat hadiah Nobel setelah berhasil mengosolasi Faktor Pertumbuhan Syaraf (NGF) dari jaringan kanker. Montalcini berusia 100 tahun ketika memenangkan Nobel.
Foto: picture-alliance/maxppp/Leemage
Jocelyne Bell-Burnell, Fisika
Pada 1967 Jocelyne Bell-Burnell menemukan sinyal yang berotasi secara berkala. Sinyal yang awalnya diduga pesan dari mahluk luar angkasa itu ternyata adalah bintang neutron. Penemuan tersebut dirayakan sebagai salah satu pencapaian terbesar Astronomi di abad ke-20. Hingga kini, keputusan panitia Nobel tidak menghargai hasil kerja Jocelyne masih menjadi kontroversi. (rzn/yf)