Home Top Ad

Responsive Ads Here

Unifikasi Hukum-Hukum Fisika, Integrasinya Beberapa Teori dalam Fisika

Share:

Unifikasi Hukum-Hukum Fisika, Integrasinya Beberapa Teori dalam Fisika

Unifikasi Hukum-Hukum Fisika, Integrasinya Beberapa Teori dalam Fisika - Hasil pekerjaan Maxwell yang menghasilkan teori Maxwell merupakan suatu karya besar berbentuk unifikasi secara teoritis terhadap fenomena fisis yang sebelumnya terumuskan secara terpisah-pisah seolah tidak terkait satu dengan yang lain. Dalam teori Maxwell, hukum-hukum kemagnetan, kelistrikan, dan teori optika dipadukan menjadi satu buah teori tunggal melalui empat buah persamaan Maxwell. Sekali lagi eksitensi teori Maxwell ini dapat dipandang sebagai sesuatu yang diperlukan menurut pisau Ockham’s Razor yang telah disinggung sebelumnya. Prinsip Ockham’s Razor tersebut juga mengilhami fisikawan yang telah mengilhami fisikawan untuk mencari formulasi dan konsep-konsep yang lebih bersifat umum sehingga beberapa fenomena fisis dapat dirumuskan secara terpadu (unifikasi) dengan menggunakan sedikit mungkin prinsip-prinsip dasar sehingga terhindar dari pekerjaan menghafal sejumlah besar fakta yang terisolasi atau sejumlah rumus-rumus terpisah. Selain tujuan praktis dan terpadu itu, unifikasi hukum-hukum fisika ini juga diharapkan dapat memprediksi gejala atau fenomena baru yang tidak pernah terpikir sebelumnya.

Unifikasi teori-teori fisika yang lain adalah pernyataan mekanika klasik, fisika kuantum dan fisika termal menjadi mekanika statistik. Mekanika statistik mengandalkan bahwa sifat-sifat sistem mikroskopik seperti gas atau zat padat dapat dihitung atau diprediksi dengan meninjau sifat rata-rata dari keseluruhan unsur-unsur yang menyusunnya. Sebagai contoh, relasi antara suhu dan tekanan gas dapat dihitung dengan memperlakukan gas sebagai materi yang tersusun dari sejumlah besar molekul-molekul yang saling bebas. Pendekatan itu juga pernah dilakukan oleh Maxwell dan Ludwig Boltzmann (1844-1906). Bolzman juga menunjukkan bahwa konsep entropi yang dirumuskan oleh Celcius dapat diinterpretasikan sebagai ukuran ketidakaturan suatu sistem. Secara khusus, Bolzmann membuktikan bahwa nilai entriopi dapat diperoleh dari pengetahuan keseluruhan keadaan yang berbeda ketika suatu sistem dapat ditemukan. Aplikasi dari pendekatan secara statistik ini dalam fenomena fisika kuantum akhirnya melahirkan Statistika Kuantum (Quantum Statistics).

Paul Adrian Maurice Dirac berhasil memadukan fisika kuantum dengan teori relativitas khusus sehingga menghasilkan bidang kajian fisika yang baru yang berkembang sangat pesat dan banyak digunakan dalam pengembangan fisika modern, yaitu Teori Medan Kuantum (Quantum Field Theory, QFT).

Unifikasi teori-teori fisika yang lain adalah integrasi teori elektromagnetik dengan mekanika kuantum di dalam Elektrodinamika Kuantum (Quantum Electrodynamics, QED). QED ini diformulasikan dan dikembangkan terutama oleh Richard Feynman, Julian Schwinger, dan Sin-itiro Tomonaga yang kemudaian dianugrahi Hadiah Nobel Fisika tahun 1965. Dengan QED, kita dapat memprediksikan faktor g spin suatu elektron dengan sangat teliti sekali nilai numerik g, yaitu samapai pada ketelitan 10ˉ¹Âº.

Tahun 1979, Sheldon Glashow, Abdus Salam, dan Stephen Weinberg dianugrahi Hadiah Nobel Fisika untuk teori mereka yang menyatukan interaksi lemah dan interaksi elektromagnetik dalam suatu teori yang disebut teori elektro-lemah (elektro-weakl theory). Teori elektro lemah ini sering juga disebut model Galshow-Weinberg-Salam (model GWS). Hal yang sama juga dilakukan untuk merumuskan teori kuantum untuk interaksi kuat (strong force). Karena ada kesamaan dengan QED, maka teori ini disebut Kromodinamika Kuantum (Quantum Chromodynamics, QCD). Kata chromo  berasal dari bahasa Latin yang artinya warna, hal ini dilakukan untuk mengantisipasi bahwa quark sebagai pertikel fundamental penyusun proton dan neutron dapat berada pada berbagai varitas yang diberi nama merah (red), biru (blue) dan hijau (green) demikian juga anti-partikelnya. Kombinasi teori GWS dengan QCD menghasilkan Model Standar (Standar Model). Berbagai usaha dilakukan sampai kini untuk menghasilkan suatu teory yang benar-benar tunggal dan terpadu yang disebut Teori Paduan Agung (Grand Unfield Theory, GUT).

Usaha yang lain adalah memadukan interaksi elektromagnetik dengan interaksi gravitasional. Sebenarnya Einstein semasa hidupnya telah banyak menghabiskan waktunya untuk merumuskan teori kuantum untuk teori relativitas umum yang dibuatnya, sayangnya sampai akhir hidupnya Einstein tidak berhasil merumuskannya. Sampai saat ini juga, usaha perumusan teori kuantum untuk gravitasi yang dipahami dari sudut pandang teori relativitas umum masih dilakukan fisikawan diberbagai belahan dunia dengan memperkenalkan Supersimetri dan Superstring. Kalau suatu saat berhasil dirumuskan teroi Kuantum Gravitasi, maka usaha untuk menggabungkan ke empat interaksi pokok yang ada di alam semesta ini bukanlah sesuatu yang mustahil. Sebuatan untuk teori (fisika) yang memadukan interaksi elektromagnetik, interaksi lemah, interaksi kuat,dan interaksi gravitasi tersebut adalah Teori Segala Sesuatu (The Teori of Everything, TOE).

Jika TOE berhasil dirumuskan, maka jendela baru untuk perkembangan dan penelitian fisika baru (New Physics) dan penerapan fisika untuk kesejahteraan manusia terbuka lebar sebagaimana ditunjukkan oleh sejarah perkembangan ilmu itu sendiri. Begitu teori berhasil dirumuskan, maka terbuka berbagai kemungkinan baru untukperkembangan ilmu pengetahuan dan penerapannya berupa teknologi yang barangkali tidak pernah terbayangkan sebelumnya.


Sumber : Damanik, Asan. 2009. Pendidikan Sebagai Pembentukan Watak Bangsa Sebuah Refleksi Konsteptual-Kritis dari Sudut Pandang Fisika. Yogyakarta : Penerbit Universitas Sanata Dharma.

No comments

silahkan berkomentar secara bijak dan sesuai dengan topik pembahasan