Showing posts with label Fisika. Show all posts
Showing posts with label Fisika. Show all posts

Bagaimana Ilmu-Ilmu Saling Berhubungan?


Filsuf fisika dari Massachussets Institute of Technology (MIT) dalam papernya The Mathematical Universe, membangun pohon ilmu yang menghubungkan fisika dengan bidang ilmu lainnya hingga ke level sosial. Pohon ini dapat dilihat pada gambar di bawah. Keterkaitan antar ilmu ini dibangun oleh hubungan matematis diantaranya. 

Fisika berada di paling atas karena ia mempelajari fenomena paling dasar dari pengalaman manusia, yaitu dunia material. Idealnya, fisika mengandung inti berupa gravitasi kuantum atau bidang ilmu yang mempelajari teori segala-galanya. Teori ini akan menghubungkan dua teori besar yang saat ini menjadi dasar fisika, yaitu relativitas umum dan teori medan kuantum. Secara konseptual, gravitasi kuantum akan menghubungkan dua konstanta yang mewakili masing-masing teori itu, yaitu konstanta Planck (h) dan konstanta gravitasi (G). 

Relativitas umum pada dasarnya adalah gravitasi kuantum tanpa konstanta planck dan teori medan kuantum adalah gravitasi kuantum tanpa konstanta Gravitasi. Menggabungkan keduanya, walau begitu, adalah tujuan akhir fisika yang sudah hampir satu abad dikejar para fisikawan di penjuru dunia, menyatukan konstanta Planck dan gravitasi dalam satu teori.

Konstanta gravitasi adalah fitur utama dari relativitas umum. Ketika konstanta itu dikeluarkan, maka ia menjadi teori relativitas khusus. Relativitas khusus juga dapat dikeluarkan dari teori teori medan kuantum ketika teori itu menanggalkan konstanta Planck yang dikandungnya. Relativitas khusus itu sendiri dapat diturunkan menjadi elektromagnetisme. Elektromagnetisme ini menhasilkan sifat listrik dari zat padat dan pada gilirannya bergerak keluar fisika, menghasilkan teknik listrik. Artinya, akar fisika dari teknik listrik itu adalah elektromagnetisme dan sifat listrik dari zat padat.

Sementara itu, teori medan kuantum menurunkan tiga bidang fisika: mekanika kuantum non-relativistik, yang tidak lain adalah kuantum mekanika sebagaimana adanya kita pahami, tanpa asumsi kalau kecepatan cahaya (c) terbatas; fisika nuklir, dan fenomenologi partikel, yang menjadi kajian di lab CERN yang terkenal itu. Mekanika kuantum nonrelativistik ini menurunkan tiga bidang ilmu: fisika keadaan padat, mekanika klasik, dan fisika atom. Fisika nuklir juga melahirkan fisika atom, jadi fisika atom itu perkawinan antara mekanika kuantum, non-relatiivistik tentunya, dengan fisika nuklir. Fisika atom ini yang kemudian melahirkan ilmu kimia, keluar dari blok fisika.

Mekanika klasik, yang kita pelajari di SD dan SMP, diturunkan dari kuantum mekanika, dengan menanggalkan komponen Planck yang ia miliki. Mekanika klasik ini kemudian menurunkan mekanika statistik. Mekanika statistik pada gilirannya menurunkan empat bidang fisika: fisika keadaan padat, mekanika zat padat, mekanika fluida, dan termodinamika. Mekanika zat padat dan mekanika fluida menghasilkan teknik sipil. Mekanika fluida, bersama dengan termodinamika, fisika nuklir, dan ilmu kimia, menghasilkan astrofisika. Astrofisika ini akhirnya menghasilkan geologi, dan geologi bersama kimia menghasilkan evolusi.

Dalam modelnya, evolusi dipisahkan dari biologi karena objek kajiannya. Evolusi bicara tentang dimensi waktu dari perubahan kehidupan, biologi bicara dimensi ruang kehidupan. Evolusi menghasilkan biologi, dan biologi menghasilkan psikologi (kedokteran jiwa) dan ilmu medis, kedokteran jasmani. Psikologi yang individual akan menghasilkan sosiologi, aspek sosial dari manusia.

Di sisi lain, sifat listrik dari zat padat membawa pada teknik listrik. Teknik listrik membawa pada ilmu komputer. Dan ilmu komputer membawa ke psikologi.

Pohon ilmu tersebut memperlihatkan bahwa batas antara fisika, ilmu alam, teknik, ilmu komputer, hingga ilmu sosial pada dasarnya bukanlah batas yang terpisah secara mutlak, melainkan rangkaian hubungan yang dibangun dari prinsip-prinsip matematis yang semakin kompleks. Dari konstanta fundamental seperti (h), (G), dan (c), struktur pengetahuan berkembang melalui fisika menuju kimia, biologi, psikologi, dan akhirnya sosiologi. Menariknya, hubungan itu tidak hanya bergerak dari ilmu dasar menuju ilmu yang lebih kompleks, tetapi juga membentuk jejaring lintas disiplin: teknik listrik melahirkan ilmu komputer, sementara ilmu komputer kembali bersinggungan dengan psikologi. Pohon tersebut dengan demikian menggambarkan ilmu pengetahuan sebagai sebuah kesatuan yang berlapis, di mana fenomena sosial yang tampak paling jauh dari fisika pada akhirnya tetap memiliki akar pada hukum-hukum alam dan struktur matematis yang mendasarinya.


Contoh topik disertasi Fisika

  1. Keadaan feroelektrik pada multiferoik Mn1-xZnxWO4
  2. Realisasi latis Kondo buatan pada aray nanostruktur
  3. Stabilitas senyawa penyimpan hidrogen Li6Mg(NH)4 dari prinsip pertama
  4. Karakterisasi energi aktivasi aliran dalam gelas metalik
  5. Pendekatan Boltzmann pada disipasi yang dihasilkan oleh arus dengan kutub spin
  6. Dinamika magnetisasi terinduksi superarus dalam sambungan Josephson dengan dua lapisan feromagnetik yang tidak bersusunan
  7. Studi prinsip pertama pada superkonduktivitas elektron-fonon pada Ysn3
  8. Transisi dari aliran dapat balik ke tak dapat balik : transisi penyerapan dan depinning dalam sistem vorteks bergeser
  9. Kinetika penuaan alami aloy Al-Mg-Si yang dipelajari dengan spektroskopi usia hidup anihilasi positron
  10. Kapasitas panas pada transisi gelas
  11. Pertumbuhan kristal terkendali difusi dalam lelehan sangat dingin saat mendekati transisi gelas
  12. Dinamika spin kritis dalam antifermoagnet La4.Ni3O8 dari resonansi magnetik nuklir 139La
  13. Evolusi struktural dan ordo magnetik bersaing dalam film polikristalin GdN
  14. Dinamika spin frekuensi rendah dan relaksasi latis spin NMR dalam cincin antiferomagnetik
  15. Efek Faraday akustik dan efek dikromisme magnetik sirkuler dalam magnet molekul tunggal
  16. Dari struktur magnet kolinear menuju vorteks dalam koral Mn pada Pt(111)
  17. Membuka potensi film separuh metalik Sr2FeMoO6 lewat stoikiometri terkendali dan penyusunan perovskite ganda
  18. Transisi fase kuantum kontinyu antara dua keadaan padat ikatan valensi berbeda secara topologis yang berasosiasi dengan nilai spin yang sama
  19. Elektron Bloch dua dimensi dalam modulasi magnetik kuat
  20. Analisa skaling diperluas pada feromagnet Ising S=1/2 pada latis kubik sederhana
  21. Studi korelasi spin NMR dan muSR dalam SrZnVO(PO4)2: sebuah magnet frustasi S=1/2 dalam latis persegi
  22. Diagram fase materi vorteks dari superkonduktor tipe II
  23. Lompatan Vorteks dalam nanokomposit kaca Pb berpori
  24. Efek kompensasi muatan dalam PR1-ySryFe1-xCoxAsO di kotorkan bersama dengan Sr dan Co
  25. Kalkulasi Monte Carlo difusi pada tingkat transmisi elastik pada berkas sinar helium yang menembus celah helium supercair
  26. Medan kritis atas superkonduktor organik molekuler (DMET)2I3
  27. Superkonduktivitas dalam keluarga Heusler berbasis Rh : MRh2Sn
  28. Perilaku transien transpor panas dalam saklar termal
  29. Simetri berpasangan pada superkonduktor pniktida multiorbital BaFe1.84Co0.16As2 dari penghamburan Raman
  30. Peluru cahaya tiga dimensi dalam aray pemandu gelombang
  31. Gerakan aktif partikel Janus dengan termoforesis diri dalam berkas laser tak terfokus
  32. Pion dalam kromodinamika kuantum N Besar
  33. Formasi ikatan dapat balik dalam kompleks molekul organik atom emas sebagai saklar molekuler