Friday, 4 January 2013

Menembus Pandang ke Kehidupan di Tahun 2030



"I never think of the future, it comes soon enough."
~Alm. Prof. Albert Einstein~ 

Sosok tahun 2030, apalagi tahun 2050, belum tersingkap jelas, tetapi sejumlah negara tampak bergegas melakukan antisipasi.

Ada apa dengan tahun 2030 atau tahun 2050? 

Dengan mengandalkan ketajaman imajinasi dan visi, perkembangan dan tingkat kemajuan tahun 2030 atau tahun 2050 mulai diproyeksikan secara meyakinkan. 

Gambaran tentang perkembangan dan kemajuan tahun 2030 atau tahun 2050 sebenarnya belum jelas. Makna angka 2030 atau 2050 secara matematis mungkin tidak terlalu penting lagi. 

Sebuah Visi Kehidupan Masa Depan 2020-2030

Microsoft Office Labs Vision





Future IT LITERACY

1. Everyone in advanced nations computer literate

2. IT literacy essential for any employment

3. Widespread Virtual Reality use for recreation and training



Jauh lebih penting sebenarnya bagaimana bangsa-bangsa di dunia mulai mempersiapkan diri dalam menghadapi perkembangan satu generasi ke depan, yang diproyeksikan sampai tahun 2030.

Imajinasi dan visi tentang perkembangan tahun itu telah memengaruhi dan membentuk pikiran, perilaku, dan pergulatan berbagai bangsa di dunia terhadap masa depan yang menjanjikan perubahan besar. Dari balik rongga gelap ketidakjelasan tahun 2030, seakan muncul kekuatan magnetik luar biasa yang menggerakkan pikiran, perhatian, perasaan, dan tindakan banyak bangsa. Banyak negara dan bangsa seolah dibuat gelisah, seolah tidak sabar menunggu datangnya era baru dalam satu generasi mendatang. 

Bagaimanakah sesungguhnya realitas dunia tahun 2030, yang menggetarkan dan mengerakkan banyak bangsa?

Lebih khusus lagi, bagaimanakah nasib bangsa Indonesia pada tahun itu?

Tanda-tanda perkembangan tahun 2030 atau tahun 2050 bagi banyak negara sudah mulai dirasakan sekarang ini. Tidaklah mengherankan, sejumlah negara tergerak memacu percepatan kemajuannya, berlari tunggang langgang, meraih kemajuan di dunia yang digambarkan semakin datar, the world is flat.

Tanpa membiarkan mata terpejam sedikit pun, konsentrasi diarahkan ke depan untuk menatap tujuan hidup yang lebih baik, yang menjamin kesejahteraan hidup, kemerdekaan individu, perlindungan hak asasi dan demokrasi. 

Tidak sedikit bangsa gamang menghadapi tantangan dalam menggapai masa depan yang lebih baik, tetapi lebih rumit. Modal persiapan Sejumlah negara dinilai telah memiliki modal dan pijakan kuat untuk menggapai kemajuan tahun 2030 atau tahun 2050. China, misalnya, disebut-sebut akan menjadi kekuatan ekonomi nomor satu di dunia pada tahun 2050.

Kepemimpinan yang kuat dan berwibawa, ditambah etos kerja yang tinggi, telah mendorong China melesat maju. Angka-angka pertumbuhan ekonomi sangat menggiurkan dari tahun ke tahun, lebih-lebih dalam tiga dasawarsa terakhir. Sodokan kemajuan ekonomi China diperkirakan akan menggeser posisi AS ke posisi kedua, sementara India menikung mengambil posisi ketiga.

Uni Eropa akan berada di urutan keempat dan Jepang pada posisi kelima. Berbagai ramalan menyebutkan China akan kedodoran, tetapi lebih banyak orang berkeyakinan tentang kembalinya kejayaan ekonomi China yang pernah diraih di abad ke-19.

Keberadaan dunia tahun 2030-2050 digambarkan akan ditandai oleh perkembangan teknologi luar biasa. Perekonomian akan dipengaruhi oleh teknologi informasi, teknologi material, genetika, dan teknologi energi. 

Perkembangan luar biasa ini dipicu oleh nanoteknologi, teknologi yang berbasis nano. Satuan nano sangatlah kecil. Satu nanometer sama dengan seperlima puluh ribu (1/50.000) tebal rambut. Sekalipun ukurannya sangatlah kecil, kemampuan nanoteknologi sangat dahsyat seperti dapat mengutak-atik molekul untuk memperoleh produk baru yang mengubah dunia. 

Peran besar yang diambil alih oleh teknologi berbasis nano cenderung meningkat tajam. Nanoteknologi diperkirakan akan menguasai dunia mulai tahun 2013. Penggunaan teknologi berbasis nano akan memecahkan berbagai persoalan kemanusiaan seperti dalam bidang kesehatan dan pangan. 

FUTURE DEVICES

1. Self recovering multiprocessor systems

2. Blue semiconductor lasers

3. 3D VLSI with at least 10 layers of devices

4. Optical inter-chip connection

5. Electronics with < 10 nano meters line spacing

6. Optical ICs: optical devices & wave guides on SC substrate

7. Integrated logic devices with switching speed < 1ps (Peta Bytes per sekon [1 PB = 1015 B = 1 million gigabytes = 1 thousand terabytes] )

8. Digital optical binary logic using phase information

9. Three terminal super conductive devices

Bahkan diramalkan, persoalan pangan tidak akan menjadi masalah lagi. Orang boleh makan apa saja, tidak khawatir sakit. Penyakit turunan disembuhkan. Orang buta melihat, dan orang tuli mendengar.

Hanya bangsa dan negara yang memiliki kemampuan menguasai teknologi tinggi dan canggih akan mengambil manfaat. 

Bangsa-bangsa yang tidak mampu mengantisipasi akan terus terpuruk, tetap berada di pinggiran dari panggung dunia yang menghadirkan kemajuan. Pada lapisan yang lebih dalam sangat diperlukan sumber daya manusia yang andal, yang mampu menguasai perkembangan dan kemajuan teknologi untuk peningkatan kesejahteraan manusia.

Arah perkembangan kemajuan setiap bangsa akan sangat tergantung pada kemampuan menyiapkan sumber daya manusia yang unggul dan andal. Maka bisa terjadi, negara yang sudah maju akan bertambah maju, atau sebaliknya. 

Negara yang tidak maju bisa menjadi maju, atau malah semakin terpuruk. Sejarah memperlihatkan, banyak negara yang kejayaannya meredup bahkan hancur seperti dalam kasus Imperium Roma, Inca dan Aztek, atau Ottoman Turki.

Juga dapat dijadikan ilustrasi, Kamboja tahun 1200 termasuk negara kaya di dunia. Tahun 1500, Peru dan Meksiko mencengangkan. Tahun 1960-an, Lebanon dianggap Swiss-nya Timur Tengah dan Uganda Swiss-nya Afrika. Sekarang, ke-mana mereka? 

Tahun 1800, Amerika Serikat lebih miskin daripada Kuba dan Argentina, tetapi AS kini menjadi begitu kaya.

Kenapa? 

Tahun 1960-an Jepang adalah negara miskin, dan barang-barang bikinannya sangat dihina. Namun, kini semua mengakui Jepang sebagai negara hebat. 

Mengapa? 

Jawabannya, negara-negara itu sangat memerhatikan dan mengoptimalkan kemampuan sumber daya manusia. Negara yang kurang memerhatikan pengembangan sumber daya manusia melalui proses pendidikan yang baik akan mudah kedodoran. 

Ketajaman pikiran dan analisis sebagai salah satu hasil pendidikan akan mendorong penguatan visi yang berjangkauan jauh ke depan sampai ke tahun 2030, bahkan ke tahun 2050. 

Dalam menghadapi tantangan masa depan itu, orang tidak cukup lagi hanya masuk ke dalam, melihat kemampuan diri, tetapi juga menengok ke luar dengan memerhatikan kekuatan bangsa-bangsa lain. Kompetisi tidak terhindarkan. Pergerakan ke depan akan berlangsung dalam semangat kompetisi tinggi. Pasti ada yang terempas dan tak sampai. 

Bangsa yang kehilangan gairah akan kehabisan tenaga dan akan tertinggal jauh di belakang. Bangsa-bangsa yang hidup dari oportunitas kekinian dan berpikiran pendek dengan mengandalkan the art of the possible belaka akan cepat kehilangan napas menghadapi perjalanan jauh ke depan. 



FUTURE DEVICES 

10. Quantum effect interferometer for flux measurement

11. High performance non linear optical 3rd order devices

12. Super lattice 2D or 3D controlled semiconductor devices

13. x-ray free electron lasers with few dozen angstroms wavelength

14. Self organizing adaptive integrated circuits

15. Continuous sheet production of LSI semiconductor substrate 


Maka, yang diperlukan imajinasi dan visi yang kuat ke masa depan, yang harus diikat dalam komitmen kerja sebagai agenda yang konkret dan jelas.

Tidak kalah pentingnya peran pemimpin dan kepemimpinan, yang memberikan arahan dan kawalan terhadap proses perubahan agar masa depan lebih baik ketimbang masa kini. Namun, jelas pula, pilihan-pilihan besar dan strategis tidaklah muncul dari ketajaman pikiran para politisi, melainkan dari penguasaan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dengan menguasai pengetahuan dan teknologi, bangsa Indonesia dapat melangkah maju bersama bangsa-bangsa lain. 

Apa pun tantangannya, Indonesia tidak bisa melangkah mundur lagi atau kembali ke masa lampau karena harus menemukan solusi baru dalam mengatasi berbagai persoalan masa depan. Tentu saja Indonesia belum kehabisan seluruh potensinya untuk melakukan perbaikan dan perubahan. Sejarah telah memberikan sejumlah tugas khusus kepada bangsa dan negara Indonesia untuk melakukan transformasi yang berjangkauan jauh ke depan.

Tidaklah ketinggalan pengembangan kualitas diri dan keluarga Indonesia mesti terus ditingkatkan.

5 Falsafah Dasar Peningkatan Kualitas Diri

1. Kualitas Berpikir

2. Kualitas Bekerja

3. Kualitas Berkarya

4. Kualitas Imtaq

5. Kualitas Kehidupan

Semangat anak-anak muda Indonesia, belajar dengan rajin dan raih cita-cita kita bersama. Mari kita buat maha karya untuk-Nya, untuk orang-orang yang kita sayangi dan bangsa Besar Indonesia.

Semangat Maju Bangsa Indonesia

Kita Semua Bisa!

Sumber:

1. Dr. Rikard Bagun
2. Imperium Indonesia: Zaman Kebangkitan Besar
3. Microsoft Corporation
4. Arip Nurahman Notes


Wallohualam bissawab.

Thursday, 3 January 2013

Soal-Soal Tingkat Dewa dalam World Physics Olympiad

 
Please find out the Final problem for WoPhO 2012:

- Theoretical_1_Monopole.pdf
- Theoretical_2_Petroleum.pdf
- Theoretical_3_Tornado.pdf
- Theoretical_3_Tornado-answersheet.pdf


Akhir Desember kemarin, Presiden Wopho Dr. Herry Kwee (alumni Tim Olimpiade Fisika Indonesia 1995) di Tangerang Banten, telah resmi membuka Turnamen World Physics Olympiad.

Turnamen ini adalah turnamen yang sangat bergengsi di dunia olimpiade fisika. http://www.wopho.org Gimana tidak bergengsi pesertanya adalah 30 peraih medali emas IPhO (International Physics Olympiad) dan APhO (Asian Physics Olympiad) termasuk the absolute winner IPhO dan APhO ditambah para penantang yang jumlahnya sekitar 40 yang diseleksi dari seluruh dunia lewat internet. 

Para penantang ini kebanyakan adalah orang yang penasaran ingin mengalahkan sang peraih emas IPhO/APhO. 

Soalnya? 

Luar biasa sulit! 

Saya yakin tidak banyak professor/doktor fisika yang mampu menyelesaikan soal-soal ini. Soal-soal WoPhO diambil dari pemenang Lomba Membuat Soal WoPhO. Orang-orang pintar fisika sejagad yang merancang soal ini. 

Mereka yang soalnya terpilih sebagai soal Wopho mendapat hadiah US $ 20.000 untuk soal teori dan US $ 25.000 untuk soal eksperimen.

Jawabannya? 

untuk satu soal bisa 4 -10 halaman.

Jadi bisa dibayangkan untuk 3 soal teori dan 2 soal eksperimen berapa tebal jawaban itu yang harus dibuat dalam waktu 12 jam itu. 

Jurinya adalah mereka yang dianggap orang (leader) terbaik dalam APhO/IPhO seperti Prof. Gyula Honyek (Hongaria), Prof. Andrei Kotlicki (Canada), Prof. Cyril Isenberg (Inggris), Prof. Wang Ruo Peng (China), Prof. Shang Fang Tsai (Taiwan), Dr. Hendra Kwee (Indonesia) ditambah beberapa dosen-dosen hebat fisika STKIP Surya/Surya Univ (Dr. Zainul Abidin, Dr. Alexander Silalahi, Dr. Jong Anly dan  Dr. Herry Kwee) Pemenangnya (orang yang mampu menyelesaikan soal maha sulit ini) akan dianugerahkan gelar The Real best winner of Physics Olympiad dan berhak mendapat hadiah US $ 20.000. 

Pembuat soal wopho Dr. Oki Gunawan berhasil meraih medali emas sebagai pembuat soal wopho teori : Tornado.

Ia berhak mendapat hadiah US $ 20.000 

Medali emas soal teori lainnya diraih masing-masing oleh Prof. Pavel Levchenko dan Prof. Viktor Ivanov Untuk soal eksperimen : Pencil in a Magnetic Trap.

Dr. Oki Gunawan dan Yudistira Virgus meraih medali emas. Mereka berhak mendapat hadiah US $ 25.000 

Dr. Oki Gunawan adalah mantan TOFI 1993 (peraih perunggu pertama Indonesia), lulus S3 dari Princeton University dengan yudisium Cum Laude. 

Yudistira Virgus adalah peraih medali emas TOFI 2004 di Korea dan emas APhO 2003. 

Sekarang sedang mengambil Ph.D. di William and Mary, Virginia USA. 

Selamat untuk Dr. Oki dan Kak Yudistira, M.Sc.!

Anda sangat kreatif dan inovatif! 

Membuat bangga Indonesia! 

Anda membuat Indonesia dipuji-puji oleh juri-juri Internasional! 

Luar biasa!!! 

Mau tahu seperti apa soalnya?

Inilah contoh soal-soal fisika "Tingkat Dewa" dan "Maha Sulit" itu:

Introduction

Tornado is one of the deadliest atmospheric phenomena known to man. It is a violent vortex (rotating column) of air connecting the base of cumulonimbus1 cloud and the ground. A distinct feature of the tornado is its funnel-like core or condensation funnel (Region II) which is made of small water droplets that condense as they are sucked into the core as shown in Fig. 1(b).

This region is defined by the core radius rC(z) which generally increases with altitude forming the signature funnel-shape of the tornado. Region I is the region outside tornado core. Region I and II have different velocity distribution profile as we will explore later.



Let us explore the interesting physics of tornado.Using a simple model as shown in Fig.1(b) and few basic principles, you will try to estimate the rotating speed of tornado,calculate the pressure and temperature inside the tornado and most interestingly derive the equation for the shape of a tornado rC(z).

1Cumulonimbus cloud is a towering vertical cloud that is very tall, dense,and involved in thunderstorms and other rainy weather.



1. The Calm Weather

2. The Shape of Tornado

3. The Core of Tornado

4. Shall You Open or Close the Windows?

Unduh Soalnya secara lengkap: Theoretical_3_TORNADO.pdf

Sumber:

1. http://www.wopho.org/
2. Prof. Yohnes Surya, Ph.D.


Wednesday, 2 January 2013

Prof. Tomonaga: Peraih Nobel Fisika yang Pantang Menyerah

Sin-Itiro Tomonaga (朝永 振一郎)
Born March 31, 1906
Tokyo, Japan
Died July 8, 1979 (aged 73)
Tokyo, Japan
Fields Theoretical physics
Institutions Institute for Advanced Study
Tokyo University of Education/
University of Tsukuba
Alma mater Kyoto Imperial University
Known for Quantum electrodynamics
Notable awards Nobel Prize in Physics (1965)
Asahi Prize (1946)


Sin-Itiro Tomonaga, peraih Nobel fisika tahun 1965 tampaknya memang sudah ditakdirkan untuk menjadi seorang tokoh ilmuwan terpandang. Ia memperoleh bakat ilmiahnya dari sang ayah Sanjuro Tomonaga yang merupakan profesor filsafat terkenal di Kyoto Imperial University. Pria kelahiran Tokyo, Jepang pada 31 Maret 1906 sebagai anak tertua ini memperoleh pendidikan berkualitas sejak masa kanak-kanak.

Ia pun lulus dari the Third Higher School, Kyoto, sebuah sekolah terkenal yang telah melahirkan banyak tokoh ilmuwan maupun pemimpin bangsa di Jepang. Meskipun demikian tentu saja ketokohannya itu tidak ia peroleh secara cuma-cuma dari langit. Tomonaga oleh para koleganya dikenal sebagai pribadi yang selain berbakat di bidangnya, juga penuh dedikasi dan pekerja keras yang pantang menyerah. 

Tomonaga menyelesaikan Rigakushi (sebutan untuk gelar sarjana Jepang) dalam bidang fisika di Kyoto Imperial University pada 1929. Setelah itu ia terlibat dalam proyek riset selama 3 tahun di universitas yang sama dan kemudian ditunjuk sebagai asisten riset oleh Dr. Yoshio Nishina, seorang fisikawan terkenal di institut riset fisika dan kimia, Tokyo. Di sana ia memulai penelitiannya mengembangkan teori fisika kuantum elektrodinamika di bawah bimbingan Dr. Nishina. 

Hasil riset yang kemudian dipublikasikannya dengan judul photoelectric pair creation tercatat sebagai sebuah karya penting dan terkenal pada masa itu. Pada 1937, Tomonaga meninggalkan Jepang menuju Leipzig, Jerman untuk mempelajari fisika nuklir dan teori medan kuantum. Ia bekerja sama dengan tim teoritis Dr. W. Heisenberg (fisikawan terkenal, penemu teori Kuantum) dalam riset itu. Hasilnya kelak ia tuangkan dalam tesisnya untuk mendapatkan gelar Rigakuhakushi (setara dengan Doktor) dari Universitas Tokyo, Desember 1939. 

Setahun berselang Tomonaga memusatkan perhatian pada teori meson dan mengembangkan teori tentang struktur awan meson di sekitar nukleon. Ia bergabung dengan Universitas Bunrika (yang kemudian beralih menjadi universitas pendidikan Tokyo) sebagai profesor fisika pada 1941. Tahun 1942 ia pertama kali mengajukan formulasi kovarian relativistik dari pengembangan teori medan kuantum. 

Ketika negerinya terlibat perang, Tomonaga tidak menghentikan risetnya sekalipun dalam keadaan terisolasi. Ia pantang menyerah pada situasi apapun juga. Saat itu di tengah berbagai keterbatasan ia tetap mampu mempublikasikan kertas kerja penting di bidang kuantum elektrodinamika. 

Ia berhasil memecahkan persoalan gerak elektron dalam magnetron dan juga mengembangkan teori terpadu tentang sistem yang terdiri dari resonator pandu gelombang (wave guides resonators) dan resonator rongga (cavity resonators). Setelah perang usai, pada 1949, ia diundang bergabung dengan The Institute for Advanced Study, Princeton, gudangnya para fisikawan dunia. 

Di sana ia menjadi orang pertama yang menjelaskan osilasi kolektif dari suatu sistem kompleks mekanika kuantum. Hasil risetnya ini menjadi pembuka bagi berkembangnya bidang baru dalam fisika kuantum: modern many-body problem. Tahun 1955, ia pun mempublikasikan teori dasar mekanika kuantum untuk gerak kolektif. 

Berkat risetnya yang berkesinambungan sehingga mampu menghasilkan kontribusi penting di bidang kuantum elektrodinamika yang disadari sangat mempengaruhi perkembangan fisika partikel elementer, Tomonaga dianugerahi Nobel Fisika 1965 bersama dengan Julian Schwinger dan Richard Feynman. Selain Nobel, Tomonaga banyak memperoleh penghargaan bergengsi lainnya seperti: The Japan Academy Prize (1948); dan The Lomonosov Medal, U.S.S.R. (1964). 

Perhargaan-penghargaan ini diperolehnya berkat berbagai karyanya dalam bidang kuantum elektrodinamika, teori meson, fisika nuklir, sinar kosmis dan banyak topik lainnya yang dipublikasikan dalam berbagai jurnal ilmiah.. Bukunya “Mekanika kuantum” yang dipublikasikan tahun 1949 sangat terkenal dan diterjemahkan dalam bahasa inggris tahun 1963. 

Walaupun sangat sibuk, Tomonaga tidak lupa memperhatikan perkembangan pendidikan dan riset untuk orang-orang Jepang. Tahun 1956 sampai 1962 ia mengembangkan Universitas Pendidikan Tokyo, ia juga mendirikan Institute for Nuclear Study, di Universitas Tokyo, tahun 1955 dan memimpin The Science Council, Jepang serta menjadi direktur The Institute for Optical Research, Universitas Pendidikan Tokyo. 

Dia juga memegang posisi-posisi penting di berbagai departemen untuk komisi di bidang sains dan riset dan sebagai pembuat kebijakan. Tahun 1979 Tomonaga meninggalkan seorang istri, dua anak laki-laki dan satu anak perempuan. Anak perempuannya menikah dengan seorang profesor fisika dari Rochester University, Amerika Serikat.



Research works:

Prof. Dr. Tomonaga contributed to a broad range of theoretical physics, but his main works can be classified into the following four:

1) The super-many-time theory and renormalization theory Quantum field theory, which explains the behavior of elementary particles, had a flaw that the relation of this theory with the theory of relativity was not entireily clear. Dr. Tomonaga overcame this difficulty by introducing the super-many-time theory based on the idea that each point of space has its own specific time.

Furthermore, the field theory of the electron and electro-magnetic fields, quantum electrodynamics, had an inherent contradiction that all calculated physical quantities became infinite. However, the super-many-time theory showed that each infinite term could be regarded as a correction to the mass and charge of electrons. By renormalizing these infinities into the mass and charge of the electron, all physical quantities become finite, and thus the theory can explain experiments well. This is the renormalization theory of Dr. Tomonaga.

2) The theory of collective motions: Macroscopic matter contains approximately 10^22 atoms (??) per 1 cm^3, and these atoms exhibit not only random but also organized motion as a whole. These are called collective motions of many-body systems (e.g., acoustic waves in matter). Dr. Tomonaga established a general method for dealing with many-body systems which can separate collective motions from random motions of atoms. This method is currently applied in many areas of theoretical physics.

3) The mesonic theory: According to the meson theory of Dr. H. Yukawa, nucleons (protons and neutrons) in the atomic nuclei interact with a strong force called the nuclear force via mesons. Dr. Tomonaga clarified the physical meaning of the meson theory by analyzing the mathematical structures of the theory, such as problems concerning the "field reaction" which mesons give to nucleons, and the method of intermediate coupling for less strong mutual interactions.

4) Magnetron and stereo-circuits: The theoretical work on the oscillation mechanism of the magnetron is very famous as an applied physics work done during the war. In particular, the theory of microwave stereo-circuits, which was constructed by analogy with an atomic nucleus reaction theory, put vitality into this then-stagnant field of electronics. 


Nobel Lecture:

Nobel Lecture, May 6, 1966


Development of Quantum Electrodynamics

 

Personal recollections

 

(1) In 1932, when I started my research career as an assistant to Nishina, Dirac published a paper in the Proceedings of the Royal Society, London1. In this paper, he discussed the formulation of relativistic quantum mechanics, especially that of electrons interacting with the electromagnetic field. At that time a comprehensive theory of this interaction had been formally completed by Heisenberg and Pauli2, but Dirac was not satisfied with this theory and tried to construct a new theory from a different point of view.

Heisenberg and Pauli regarded the (electromagnetic) field itself as a dynamical system amenable to the Hamiltonian treatment; its interaction with particles could be described by an interaction energy, so that the usual method of Hamiltonian quantum mechanics could be applied. On the other hand, Dirac thought that the field and the particles should play essentially different roles. That is to say, according to him, "the role of the field is to provide a means for making observations of a system of particles" and therefore "we cannot suppose the field to be a dynamical system on the same footing as the particles and thus be something to be observed in the same way as the particles".More Nobel Lecture