Total Page Views

Labels

Teknologi GPS (Global Positioning System)

Rizky
Apa itu GPS?
GPS (Global Positioning System) merupakan sistem navigasi satelit yang dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat (US DoD = United States Department of Defense). GPS memungkinkan kita mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan ketinggian di atas permukaan laut). Jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat mengetahui posisi kita dengan tepat.
GPS terdiri dari 3 segmen: Segmen angkasa, kontrol/pengendali, dan pengguna:
Segmen angkasa: terdiri dari 24 satelit yang beroperasi dalam 6 orbit
pada ketinggian 20.200 km dan inklinasi 55 derajat dengan periode 12
jam (satelit akan kembali ke titik yang sama dalam 12 jam). Satelit
tersebut memutari orbitnya sehingga minimal ada 6 satelit yang dapat
dipantau pada titik manapun di bumi ini. Satelit tersebut mengirimkan
posisi dan waktu kepada pengguna seluruh dunia.
Segmen Kontrol/Pengendali: terdapat pusat pengendali utama yang
terdapat di Colorodo Springs, dan 5 stasiun pemantau lainnya dan 3
antena yang tersebar di bumi ini. Stasiun pemantau memantau semua
satelit GOS dan mengumpulkan informasinya. Stasiun pemantau kemudian
mengirimkan informasi tersebut kepada pusat pengendali utama yang
kemudian melakukan perhitungan dan pengecekan orbit satelit. Informasi
tersebut kemudian dikoreksi dan dilakukan pemuktahiran dan dikirim ke
satelit GPS.
Segmen Pengguna: Pada sisi pengguna dibutuhkan penerima GPS
(selanjutnya kita sebut perangkat GPS)yang biasanya terdiri dari
penerima, prosesor, dan antena, sehingga memungkinkan kita dimanapun
kita berada di muka bumi ini (tanah, laut, dan udara) dapat menerima
sinyal dari satelit GPS dan kemudian menghitung posisi, kecepatan dan waktu.
Bagaimana cara kerja GPS?
Setiap satelit mentransmisikan dua sinyal yaitu L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (perangkat GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y.
Perangkat GPS yang dikhususkan buat sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti.
Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian). Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila perangkat GPS kita berada dalam ruangan atau kanopi yang lebat dan daerah kita dikelilingi oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.

Bagaimana GPS digunakan?
Perangkat GPS menerima sinyal dari satelit dan kemudian melakukan perhitungan sehingga pada tampilan umumnya kita dapat mengetahui posisi (dalam lintang dan bujur), kecepatan, dan waktu. Disamping itu juga informasi tambahan seperti jarak, dan waktu tempuh. Posisi yang ditampilkan merupakan sistem referensi geodetik WGS-84 dan waktu merupakan referensi USNO (U.S. Naval Observatory Time)

Siapa yang dapat menggunakan GPS?
GPS dipergunakan pada berbagai bidang antara lain, sistem navigasi pesawat, laut dan darat, pemetaan dan geodesi, survei, sistem penentuan lokasi, pertanian, eksplorasi sumber daya alam, dan masih banyak lagi
.
Apakah GPS itu gratis?
Teknologi GPS dapat digunakan oleh siapa saja, yang kita butuhkan hanya membeli perangkat penerima GPS dan selanjutnya informasi posisi dapat kita dapatkan tanpa membayar apapun
.
Bagaimana akurasi GPS?
GPS memiliki dua tingkat ketelitian:
  • Sistem posisi standar (standard positioning system / SPS)
    SPS merupakan yang disediakan untuk umum (sipil). Tingkat akurasi yang dihasilkan adalah 100 m untuk posisi horisontal dan 150 meter untuk posisi vertikal.
  • Sistem posisi presisi (precision positioning system / PPS)
    PPS digunakan oleh Departemen Pertahanan AS dan tidak disediakan untuk umum.
Sejak Mei 2000, Pemerintah AS telah meningkatkan akurasi untuk SPS dengan menon-aktifkan SA (selective availability) hingga 20 meter untuk posisi horisontal.

Apa saja perangkat GPS itu?
Perangkat GPS ada bermacam-macam dan umumnya tergantung dari tujuan dan aktivitas yang akan kita lakukan. GPS untuk udara (aviation GPS) akan berbeda arsitekturnya dengan yang akan kita gunakan untuk navigasi di darat/mobil. Secara umum perangkat GPS dibagi menjadi 3 (tiga) fungsi yaitu navigasi udara (aviation), laut (marine) dan darat (land).

Apakah GPS juga Kompas?
GPS itu bukan Kompas magnetik, kecuali disebutkan bahwa perangkat GPS tersebut memiliki fungsi sebagai kompas magnetik sehingga anda tahu dimana arah Utara. Namun demikian GPS dapat memberitahu arah mana kita BERGERAK, sehingga kita dapat mengetahui dimana arah Utara. Apabila anda tidak bergerak, maka arah yang ditnjukkan kemungkinan besar SALAH.

Perangkat GPS apa yang cocok buat saya?
Mulai saja dengan perangkat GPS yang sederhana. Selain harganya terjangkau dan anda bisa membiasakan diri menggunakan GPS dan mengerti kebutuhan anda yang sebenarnya. Ada beberapa vendor GPS yang tersedia, diantaranya Garmin, Magellan, Trimble, dan Leica. Hal yang paling penting adalah, apapun perangkat GPS yang anda beli, pastikan bahwa perangkat tersebut memiliki 12 channel penerima untuk mendapatkan hasil yang memuaskan.

Saya memiliki GPS dan saya tetap tersesat!!
Masalahnya bukan pada GPS-nya, tetapi cara anda menggunakannya. Anda harus memahami cara kerja perangkat GPS anda dengan baik. Luangkan waktu untuk membaca manual dan petunjuk pemakaian.

Saya memiliki PDA, apakah dapat memiliki fungsi GPS juga?
Anda dapat menambahkan perangkat GPS pada PDA anda. Anda dapat memilih perangkat GPS-CF atau Bluetooth GPS, atau bahkan perangkat GPS biasa. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya. Silahkan googling aja dech kalo mau tau banyak  . Intinya, PDA anda ditambahkan perangkat GPS dan instalasi perangkat lunak yang mendukung dan selanjutnya silahkan bergembira dengan GPS anda. Bagaimana menyambungkan perangkat tersebut dengan PDA anda, semuanya diterangkan dengan jelas dalam manual perangkat GPS yang bluetooth atau CF yang anda beli.

Apakah Ponsel (Hand Phone) bisa ditambahkan perangkat GPS?
Beberapa ponsel sudah dilengkapi dengan GPS, contohnya Garmin NavTalk dan HP IPAQ hw6515. Beberapa ponsel bisa ditambahkan perangkat GPS antara lain SE P910i, Nokia beberapa tipe.

Sumber: www.bima.or.id
Category: , , , , 0 komentar

Energi Nuklir, Pengertian dan Pemanfaatannya

Rizky
nuclear-energy-gmrMasalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat dibicarakan. Semakin berkurangnya sumber energi, penemuan sumber energi baru, pengembangan energi-energi alternatif, dan dampak penggunaan energi minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan banyak didiskusikan. Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini. Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan.

Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl. Isu-isu ini telah membentuk bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya. Padahal, pemanfaatan yang bijaksana, bertanggung jawab, dan terkendali atas energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi.
Fisi Nuklir
Secara umum, energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi. Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir, yaitu reaksi fisi nuklir.
Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain. Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir. Contoh reaksi fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat.
fisi01 
Reaksi fisi uranium seperti di atas menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan. Neutron ini dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi fisi berikutnya. Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat membentuk reaksi berantai tak terkendali. Akibatnya, terjadi pelepasan energi yang besar dalam waktu singkat. Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir yang menghasilkan ledakan yang dahsyat. Jadi, reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.
reaksi fisi berantai (sumber: www.scienceclarified.com)
reaksi fisi berantai (sumber:www.scienceclarified.com)
Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir, pelepasan energi yang dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih berguna. Untuk itu, reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat lebih terkendali. Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir. Reaksi berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang lebih berguna, misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik.
reaksi fisi berantai terkendali (sumber: www.atomicarchive.com)
reaksi fisi berantai terkendali (sumber: www.atomicarchive.com)
Di dalam reaksi fisi yang terkendali, jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya. Dengan mekanisme ini, diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna.
Reaktor Nuklir
Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna. Untuk itu, reaksi fisi harus berlangsung secara terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir. Sebuah reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen bahan bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.
skema reaktor nuklir (sumber: http://personales.alc.upv.es
skema reaktor nuklir (sumber: http://personales.alc.upv.es)
Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.
Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup tinggi. Adapun, neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.
Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya, digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor. Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.
Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras reaktor. Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron), untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang diizinkan.
Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat membahayakan lingkungan di sekitar reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik. Instalasi pembangkitan energi listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).
reactor-engr-wisc-edu1
skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber: http://reactor.engr.wisc.edu)
Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water reactor/PWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar. Energi yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-batang bahan bakar. Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menuju alat penukar panas (heat exchanger). Di sini uap panas dipisahkan dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor. Uap air dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor.
Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm), air dijaga dalam tekanan tinggi sebesar 160 atm. Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor air bertekanan.

foto: dancewithshadows.com
Category: , , , 0 komentar

Energi Gelap (Dark Energy) Dalam Model Standar Kosmologi Baru

Rizky
Kosmologi memasuki babak baru. Berbagai temuan observasi memberikan kita gambaran terkini tentang alam semesta, yang agak berbeda dengan alam semesta sebagaimana yang digambarkan oleh model standar kosmologi.
Dengan perkembangan terbaru dari berbagai hasil pengamatan ini, kita memiliki model kosmologi baru yang merupakan model standar kosmologi (hot big bang) yang diperluas.
Model standar kosmologi baru itu memiliki karakteristik:
  • Alam semesta dengan geometri datar (flat) dengan parameter densitas Ω = 1.0023 ± 0.0055 (dari data satelit Wilkinson Microwave Anisotropy Probe — WMAP), dan sedang dalam keadaan berekspansi dipercepat
  • Alam semesta mengalami proses inflasi (ekspansi yang bersifat eksponensial) dalam waktu amat singkat, pada saat usia semesta dini
  • Inhomogenitas densitas yang menjadi cikal bakal struktur dalam alam semesta, berasal dari fluktuasi kuantum yang terbawa ke skala makro selama masa inflasi
  • Komposisi alam semesta terdiri dari (WMAP Jan 2010): (72.8 ± 0.5) % energi gelap (dark energy), (22.7 ± 1.4) % materi gelap nonbaryonik (nonbaryonic dark matter), dan (4.56 ± 0.16) % baryon
Yang dimaksud dengan energi gelap adalah sesuatu yang menyebabkan alam semesta kita berekspansi dipercepat, meski jumlah total materi (baryon dan materi gelap) tidak memungkinkan hal itu terjadi. Keberadaan energi gelap yang menjadi komposisi utama alam semesta, merupakan salah satu penemuan terbesar dalam kosmologi. Energi gelap ini mendominasi alam semesta kita saat ini, dan menyebabkan alam semesta kita saat ini berada dalam fase ekspansi yang dipercepat.

Prediksi masa depan alam semesta. kredit : harvard.edu
Energi gelap ini juga mengubah pemahaman kita tentang nasib alam semesta ke depan.  Dalam Model Standar Kosmologi, nasib alam semesta ditentukan oleh geometrinya. Jika geometri alam semesta adalah geometri sferis (dengan parameter densitas Ω > 1), alam semesta akan terus mengembang sampai suatu saat tertentu, kemudian berhenti mengembang, dan mulai runtuh. Jika alam semesta memiliki geometri datar (dengan parameter densitas Ω = 1), alam semesta akan mengembang dan terus mengembang dengan kecepatan semakin mendekati nol. Dan jika alam semesta memiliki geometri hiperbola (dengan parameter densitas Ω < 1), maka alam semesta akan terus mengembang dengan kecepatan pengembangan semakin mendekati suatu kecepatan tertentu yang bukan nol. Ketiga kemungkinan ujung alam semesta memiliki kesamaan, bahwa alam semesta mengembang dengan kecepatan pengembangan yang semakin kecil. Namun penemuan keberadaan energi gelap mengubah semuanya. Dalam alam semesta dengan energi gelap, hubungan antara geometri alam semesta dan nasib ke depan alam semesta itu menjadi runtuh. Meski alam semesta kita saat ini memiliki geometri datar (flat), tapi masih terbuka kemungkinan bahwa nasib alam semesta ke depan akan terus mengembang (seperti alam semesta terbuka pada model standar kosmologi), atau akan terus mengembang dengan kecepatan semakin mendekati nol (seperti alam semesta datar pada model standar kosmologi), atau bahkan akan runtuh kembali (seperti alam semesta tertutup pada model standar kosmologi). Akhir yang seperti mana yang akan dialami alam semesta kita, bergantung pada sifat dari energi gelap itu sendiri. Dan ini membuat penelitian tentang energi gelap menjadi topik yang sangat menarik dalam kosmologi.

Indikasi Keberadaan Energi Gelap
Keberadaan energi gelap dideteksi dari pengamatan supernova pada redshift (z) tinggi, dan dari pengamatan radiasi latar belakang (Cosmic Microwave Background – CMB).

Supernova jauh yang dilihat Hubble. Kredit : NASA / Hubble
Dari pengamatan supernova pada redshift tinggi diketahui bahwa alam semesta kita saat ini sedang dalam fase ekspansi yang dipercepat. Supernova-supernova yang berada pada z ≈ 0.5 diamati memiliki magnitud yang lebih rendah dari magnitud seharusnya (jika berada dalam alam semesta seperti yang digambarkan dalam alam semesta dengan geometri datar oleh model standar). Pelemahan cahaya supernova ini paling mungkin dijelaskan jika alam semesta saat ini sedang mengalami ekspansi yang dipercepat. Kesimpulan ini pertama kali didapat oleh dua grup independent, Supernova Cosmology Group dan High-z Supernova Team. Kedua tim ini menggunakan teknik analisis yang berbeda dan sampel supernova (dengan redshift tinggi) yang berbeda. Namun mereka memperoleh kesimpulan yang sama. Interpretasi bahwa pelemahan magnitud yang dialami supernova dengan z ≈ 0.5 ini disebabkan oleh energi gelap, bukanlah satu-satunya. Ada penjelasan alternatif yang mencoba menjelaskan efek pelemahan magnitude itu karena materi intergalaktik. Tapi bukti yang menguatkan teori energi gelap dan membantah penjelasan dengan materi intergalaktik didapat dengan ditemukannya supernova yang paling jauh (sampai saat ini), SN 1997ff, dengan z = 1.755. Supernova ini diamati memiliki magnitud lebih terang dari seharusnya, yang menunjukkan bahwa ia terjadi saat alam semesta masih mengalami ekspansi yang diperlambat. Jika memang benar ada materi intergalaktik yang menyebabkan pelemahan cahaya, harusnya SN 1997ff akan jauh lebih redup dari seharusnya, bukan malahan lebih terang.
Selain dari supernova, bukti lain yang mendukung keberadaan energi gelap berasal dari pengamatan CMB. Pengamatan CMB menggunakan WMAP memberikan data bahwa parameter densitas alam semesta Ω = 1.0023 ± 0.0055. Padahal dari pengamatan yang sama, diketahui bahwa seluruh materi (baryon dan materi gelap) dalam alam semesta hanya memberikan kontribusi pada Ω yang hanya sekitar sepertiga dari nilai Ω yang diamati. Karena itu, haruslah ada komponen lain dalam alam semesta yang mengisi kekurangan parameter densitas yang diberikan oleh materi (baryon dan materi gelap). Dengan kontribusi dari materi ditambah dengan energi gelap, maka alam semesta kita akan memiliki Ω sebagaimana yang didapat dari pengamatan CMB tersebut.


Diagram perubahan laju pengembangan alam semesta sejak 15 milyar tahun lalu. Kredit : NASA/STScI/Ann Feild
Keberadaan energi gelap juga bisa dideteksi lewat pengamatan lain (selain pengamatan supernova) yang sifatnya independent. Misalnya lewat pengamatan struktur alam semesta skala besar (Large Scale Structure – LSS) yang dikombinasikan dengan pengukuran fluktuasi angular size karakteristik pada CMB. Cara ini merupakan cara pengamatan bersifat tidak langsung. Ada satu lagi metode independent untuk mendeteksi energi gelap, yaitu lewat pengamatan efek integrated Sachs-Wolfe (ISW). ISW ini sendiri adalah pergeseran merah pada foton CMB yang disebabkan oleh gravitasi, yang terjadi mulai saat alam semesta mulai menjadi transparan.
Energi gelap tidak dari awal mendominasi alam semesta, dan menyebabkan ekspansi dipercepat. Karena jika dari awal alam semesta kita sudah mengalami ekspansi dipercepat, maka struktur dalam alam semesta yang kita amati saat ini, tidak akan mungkin terbentuk. Ditambah lagi, pola variasi CMB dan kelimpahan unsur hasil big bang nucleosynthesis akan berbeda dengan yang kita amati sekarang. Energi gelap baru mendominasi dan menyebabkan ekspansi dipercepat pada alam semesta, semenjak suatu epoch tertentu. Kapan terjadinya transisi ini bisa dirunut lewat pengamatan supernova.
Riess dan rekan-rekan melaporkan hasil pengolahan data sampel 16 buah supernova tipe Ia temuan baru yang diamati dengan HST (Hubble Space Telescope). Dalam sampel, termasuk 6 dari 7 supernova terjauh yang kita ketahui, seluruhnya memiliki z > 1.25. Riess juga berhasil menghitung epoch dimana era ekspansi diperlambat (sebagaimana yang digambarkan oleh model standar) berakhir, dan energi gelap mulai mengambil peran sentral. Semenjak saat transisi itu, ekspansi alam semesta yang semula melambat, berubah menjadi ekspansi yang dipercepat. Transisi itu terjadi pada epoch sekitar z = 0.46 ± 0.13, atau sekitar ketika ukuran alam semesta 68% ukuran saat ini.

Properti Energi Gelap
Sampai saat ini, amat sedikit diketahui tentang energi gelap. Tapi setidaknya kita mengetahui sedikit properti energi gelap, yaitu:
  1. Tidak memancarkan gelombang elektromagnetik
  2. Memiliki tekanan negatif yang besar. Besarnya tekanan yang berorde sama dengan densitas energinya, menunjukkan bahwa ‘energi gelap’ ini lebih bersifat energi daripada materi (pada materi tekanan jauh lebih kecil dibandingkan dengan densitasnya). Karena itu, energi gelap ini berbeda dengan materi gelap
  3. Tidak mengumpul membentuk gugus dengan materi secara signifikan, setidaknya sampai seukuran gugus galaksi.
Hasil pengamatan CMB menunjukkan bahwa dalam skala besar, alam semesta kita (hampir) homogen dan isotropis. Dan sebagaimana yang digambarkan oleh model standar kosmologi, alam semesta bisa didekati sebagai fluida sempurna. Energi gelap dapat diparametrisasi dengan persamaan keadaannya (w), yang merupakan perbandingan tekanan dengan densitasnya. Agar struktur dalam alam semesta yang teramati saat ini bisa tumbuh dari perturbasi densitas (sebagaimana yang diamati pada CMB), maka nilai w haruslah berharga lebih kecil dari -½.
Sementara itu, untuk alam semesta datar (sebagaimana yang kita amati), parameter perlambatan (q0) saat ini adalah q0 ~ ½ =w. Dan karena nilai w < -½, maka q0 < 0, menunjukkan alam semesta saat ini sedang mengalamai ekspansi dipercepat. Hasil pengukuran dari WMAP (dari pengamatan CMB) memberikan harga w < -0.980 ± 0.053.
Kandidat Energi Gelap
Ada beberapa kandidat apa sebenarnya energi gelap. Kandidat utama energi gelap itu adalah:
  1. Konstanta kosmologi / Energi vakum
  2. Quintessence (medan skalar dinamis)
  3. Gravitasi yang melemah
1. Konstanta Kosmologi, Λ
Konstanta kosmologi adalah faktor yang dimasukkan dalam persamaan Einstein dalam relativitas umum. Konstanta kosmologi ini awalnya dimaksudkan untuk mengimbangi gravitasi supaya diperoleh gambaran alam semesta yang statis (yang kemudian oleh Einstein disesali karena kenyataan obervasi oleh Hubble menunjukkan alam semesta yang mengambang, sesuatu yang harusnya terlebih dulu bisa diramalkan oleh relativitas umum). Eksistensi konstanta kosmologi ini kembali mencuat akhir-akhir ini, dan mencapai puncak ketika terdeteksi keberadaan energi gelap.
Sementara itu, dari teori medan kuantum yang kita miliki saat ini, diketahui bahwa ruang vakum juga memiliki energi, yang dinamakan energi vakum. Untuk energi vakum, w = -1. Dan secara matematis, energi vakum ini sama dengan konstanta kosmologi yang berasal dari relativitas umum. Konstanta kosmologi ini menjadi salah satu kandidat terkuat dari energi gelap.
Dari observasi supernova, disimpulkan energi gelap tidak berubah sepanjang waktu, atau minimal hanya berubah sangat sedikit sejalan dengan waktu. Jadi untuk sementara, konstanta kosmologi merupakan kandidat terkuat sebagai energi gelap, karena didukung oleh observasi. Hasil observasi dari 70 supernova oleh tim SNLS (Supernova Legacy Survey) untuk sementara menunjukkan bahwa energi gelap hanya berubah sangat sedikit. SNLS ditargetkan mempelajari 700 buah supernova menggunakan teleskop-teleskop besar dunia dan diharapkan lebih banyak mengungkap tentang energi gelap.
Tapi jika konstanta kosmologi adalah energi gelap, ada setidaknya dua masalah besar. Masalah pertama adalah dari segi ordenya, dan masalah kedua adalah dari segi waktu diaman ia mulai dominan.
Jika kita mencoba menghitung besar orde energi gelap dari beberapa pendekatan berbeda, kita akan mendapatkan orde besarnya energi gelap: 10-10 (eV)4 – 10112 (eV)4. Jadi Λ membutuhkan fine-tuning dari rentang kemungkinan yang teramat besar tersebut supaya konvergen ke harga tertentu. Ini dikenal dengan masalah fine-tuning problem.
Masalah kedua terlihat jika kita meninjau bagaimana perubahan parameter densitas energi gelap terhadap waktu, jika energi gelap itu adalah konstanta kosmologi. Misalkan parameter densitas konstanta kosmologi ditulis ΩΛ = ρΛ/ρcr. Dari pengamatan CMB, diperoleh bahwa ΩTotal = 1 dan (jika energi gelap adalah konstanta kosmologi) ΩΛ=0.7. Harga ΩΛ berubah sejalan dengan pengembangan alam semesta, karena pΛ konstan. Maka evolusi ΩΛ sejalan dengan ρcr ~ (1 + z)-3, dengan z adalah redshift. Pada z > 10, harga parameter densitas ΩΛ < 0.001. Sedangkan pada z < -0.9 nanti, harga parameter densitas ΩΛ > 0.999.
Jika dibuat plot ΩΛ terhadap log R untuk rentang -60 < log R <+60, akan terlihat seperti fungsi tangga (step function) yang berubah dari nol menjadi satu pada era saat ini. Bahkan jika dibuat plot dΩΛ/dR (yang berbentuk seperti fungsi delta dirac), dapat dilihat bahwa kita hidup tepat di tengah puncak fungsi delta dirac tersebut. Pertanyaan kenapa kita hidup di era yang spesial ini, dikenal dengan coincidence problem.
2. Quintessence
Quintessence adalah medan skalar yang bergulir-lamban (slow-rolling scalar field). Salah satu properti penting dari quintessence adalah coincidence problem bisa lebih masuk akal dijelaskan, karena persamaan keadaan bergantung waktu. Prediksi yang paling umum dari quintessence adalah nilai dari persamaan keadaan w(t) berbeda dari -1, dan berubah terhadap z.

3. Gravitasi Yang Melemah
Masih ada kemungkinan bahwa sebenarnya materi gelap itu tidak ada. Tetapi efek yang kita amati saat ini (yang menuntun kita pada kesimpulan adanya energi gelap) sebenarnya adalah efek dari runtuhnya relativitas umum Einstein pada skala yang amat besar. Menurut teori ini, pada skala yang amat besar, efek kebocoran gravitasi ke dimensi yang lebih tinggi semakin mungkin diamati.
Prospek Observasi Dark Energy Ke Depan
Untuk lebih tahu banyak tentang energi gelap, satu-satunya cara (setidaknya untuk saat ini) adalah lewat pengamatan astronomis. Dari sisi fisika partikel tidak memungkinkan memberikan batasan pada energi gelap lewat akselerator, karena sifat energi gelap yang diffuse dan merupakan fenomena energi-rendah.


Misi masa depan Supernova Acceleration Probe (SNAP). kredit: SNAP
Untuk memberikan batasan pada energi gelap, pengamatan dan penelitian yang bisa dilakukan adalah:
  • Pengukuran sejarah ekspansi H(t)
  • Persamaan keadaan w(t) yang bergantung waktu
  • Mencari jika ada properti penggugusan energi gelap
  • Mencari adakah dan bagaimana hubungan (couple) antara energi gelap dengan materi gelap
  • Menguji lebih detail kevalidan relativitas umum
Untuk pengukuran sejarah ekspansi digunakan pengamatan sejumlah besar supernova dengan rentang z tertentu. Karena pada awal alam semesta (z besar) energi gelap belum dominan, sedangkan pada z kecil kurang sensitif untuk pengukuran efek dari energi gelap, maka rentang z yang memadai untuk pengamatan adalah 0.2 ≤ z ≤ 2.
Persamaan keadaan bisa menggunakan supernova. Sampel kualitas tinggi dari 2000 buah supernova dengan z antara 0.2 sampai 1.7 bisa memberikan harga w dengan ketelitian σw = 0.05 (dengan asumsi irreducible error sebesar 0.14 magnitud). Jika ΩM bisa didapat cara independen dengan harga lebih baik dari σΩM = 0.03, σw akan meningkat dengan faktor 3 dan perubahan w terhadap redshift – w’ = dw/dz – dapat diukur dengan ketelitian σw’ = 0.16.
Selain lewat supernova, w juga berpotensi dipelajari lewat pengamatan galaxy-count dan galaxy cluster count.
Efek weak gravitational lensing (WGL) bisa juga digunakan untuk mempelajari w. WGL oleh LSS pada medan seluas 1000 derajat persegi atau lebih, setara dengan sensitivitas pengamatan w lewat supernova seperti yang disebutkan di atas. Hanya saja WGL tidak bisa digunakan untuk mempelajari variasi w terhadap waktu. Dan masalah sistematis yang dihadapi pada pengamatan WGL masih belum banyak dipelajari secara lebih teliti.
Saat ini, ada beberapa proyek yang dikembangkan yang bertujuan khusus untuk mengamati dan mempelajari energi gelap. Misalnya SNAP (Supernova/Acceleration Probe), JDEM (Joint Dark Energy Mission), dan beberapa lainnya. Untuk SNAP sayangnya NASA menunda misi ini lima tahun karena adanya prioritas mengirimkan manusia ke Mars.
Mengapa mempelajari energi gelap?
Sampai saat ini, energi gelap hanya bisa dipelajari lewat pengamatan astronomi. Dan yang paling besar prospek pengamatan untuk mempelajari energi gelap ini adalah lewat pengamatan supernova. Alat yang paling efektif untuk mempelajari supernova ini adalah teleskop yang berada di luar angkasa, teleskop Hubble. Hubble bisa difungsikan menjadi mesin pemburu supernova yang amat penting bagi mempelajari energi gelap. Ini dibuktikan (antara lain) lewat pemakaian Hubble oleh Reiss dan timnya untuk menentukan epoch transisi dimana energi gelap mulai mendominasi alam semesta. Sayangnya dengan diberhentikannya perawatan Hubble maka umur teleskop Hubble hanya sampai sekitar tahun 2007-2008. Dan dengan kehilangan alat penting mempelajari energi gelap, kemajuan pengertian kita tentang energi gelap tidak akan secepat yang seharusnya kita bisa dengan teknologi yang kita punya saat ini.
Dengan mempelajari energi gelap ini, kita bisa mengetahui bagaimana ujung dari evolusi alam semesta. Pengamatan persamaan keadaan energi gelap juga bisa berpengaruh pada fisika teori / fisika partikel, dan pada relativitas umum. Jika kita bisa menentukan nilai dari persamaan keadaan energi gelap, kita bisa menentukan apa sebenarnya energi gelap itu. Dan jika energi gelap itu memiliki persamaan keadaan w = -1, maka energi gelap adalah konstanta kosmologi, dan kita masih harus berurusan dengan fine-tuning problem dan coincidence problem. Jika w < -1 maka kita akan menemukan masalah dalam teori relativitas umum pada skala amat besar.
Ada dua sasaran yang realistik untuk satu dekade ke depan: menentukan persamaan keadaan sampai ketelitian 5%, dan mencari variasinya terhadap waktu. Setelah berhasil menentukan persamaan keadaan, maka sasaran berikutnya adalah mendeteksi sifat penggugusannya. Ini akan memberikan kita pengetahuan yang penting tentang apa dan bagaimana energi gelap.

Sumber : langitselatan.com
Category: , , , , 0 komentar

Mencari Partikel Tuhan

Rizky
Menarik membaca berita hari ini, satu koneksi buruk menyebabkan ‘mesin penghancur atom’ ditutup, hanya setelah beberapa hari dioperasikan. Kesalahan yang hanya disebabkan oleh satu penyolderan yang buruk dari 10ribu koneksi adalah sebuah kesalahan kecil, tetapi menyebabkan pengoperasian menjadi tertunda dalam jangka waktu lama, ditambah lagi biaya operasionalnya yang besar. Paling tidak pengoperasian berikutnya baru bisa dilakukan lagi setelah bulan Mei tahun depan.

Eksperimen mesin penghancur atom. Kredit : CERN, Northeastern University, Chicago University
Alat apakah itu? Yang sampai sebegitu rumitnya? ‘Mesin penghancur atom’ itu adalah sebuah alat yang disebut sebagai Large Hadron Collider (LHC) milik CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire/Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir), sebuah alat yang berupa terowongan berbentuk lingkaran dengan keliling sebesar 27 km, di dalam tanah dalam perbatasan Swiss-Prancis di Jenewa. Alat tersebut dibuat untuk mempelajari komponen terkecil dari materi, sehingga bisa menjelaskan semua benda di dalam alam semesta ini bisa terbuat. Sekaligus bisa memberikan gambaran seperti apakah ‘big bang’, berdasarkan komponen-komponen terkecil tersebut ada, yang mana ‘big bang‘ sendiri merupakan teori tentang terciptanya alam semesta. Mengapa itu bisa terjadi, karena dengan LHC, para ilmuan menguji tumbukan-tumbukan partikel ber-energi sangat tinggi, sehingga bisa ‘melihat’ gambaran tentang materi pada skala yang sangat-sangat kecil, sebagaimana yang terbentuk sesaat ketika seper-semilyar detik setelah big-bang.
Lalu? Apa perlunya itu semua penemuan-penemuan partikel yang sangat-sangat kecil itu? Yang pasti karena memang belum ditemukan keberedaannya, tetapi upaya tersebut merupakan upaya yang penting dalam menjelaskan fenomena yang sangat fundamental. Di dalam fisika dikenal adanya Model Standar yang menjelaskan bagaimana partike-partikel berinteraksi secara fundamental di alam.
Semua persamaan-persamaan dalam Model Standar (kecuali persamaan gravitasi) menjelaskan gaya dan interaksi di alam tanpa menyertakan adanya besaran massa. Agar setiap partikel elementer di alam mempunyai bobot massa, secara hipotesa diperkenalkan adanya partikel elementer skalar masif, yang disebut sebagai High-Bosson. Disebut sebagai hipotesa, karena keberadaannya belum ditemukan, melainkan merupakan perumusan fisika dari medan Higgs, (dari nama fisikawan Peter Higgs). Secara umum disebut sebagai partikel Higgs-Boson.
Oleh karena itu, untuk mempelajari keberadaannya, para fisikawan harus ‘menghancurkan’ partikel-partikel sampai ke tingkat di mana semua menjadi komponen paling elementer yang bisa diperoleh, menjadi energi, yang kemudian termaterialisasi kembali sebagaimana apa adanya. Medan Higgs, jika ada akan menyebabkan ketika partikel dihancurkan sampai menjadi quark, atau partikel-partikel lain, akan mempunyai ke-khas-an bergantung massa. Semakin besar massa, semakin banyak hancur menjadi bentuk partikel lebih kecil bahkan sampai menjadi energi, yang akan direkam dan diperhitungkan oeh detektor, jika dihancurkan oleh mesin penghancur partikel. Kemudian ketika berkondensasi maka akan kembali menjadi partikel-partikel, bahkan bila mungkin akan menjadi partikel yang sebelumnya pernah ditemukan. Masalahnya adalah, sejauh yang telah dilakukan, tumbukan partikel selalu menghasilkan jenis partikel yang sama, sehingga ada hal hal lain yang harus diperhatikan.
Fisika energi tinggi adalah mengenai statistik. Sedangkan quantum itu berisi ‘ketidakpastian’, di mana interaksi pada tingkat sub-atomik merupakan kejadian yang berlangsung secara acak, sehingga sekalipun tidak ada kejadian fisika yang terjadi, tetapi data pengamatan menunjukkan adanya ‘kejadian menarik’. Oleh karena itu, untuk mendapatkan sesuatu ‘kejadian yang berulang’, (yang artinya memang sesuatu memang terjadi), maka harus dilakukan pengukuran secara terus menerus dalam jangka waktu yang panjang dengan kalibrasi pengukuran yang tetap terjaga selama pengukuran tersebut berlangsung. Hanya dengan satu kejadian saja tidak akan cukup untuk mengatakan bahwa sesuatu itu ‘ada’.
Jadi, LHC adalah mesin besar yang akan menghancurkan atom-atom sehingga bisa membuktikan bahwa Higgs Bosson (partikel Higgs) itu memang benar ada? Itu adalah salah satu alasan, tetapi alasan yang paling fundamental (raison d’être) adalah berdasarkan persamaan fundamental hubungan massa energi yang sangat terkenal dan dirumuskan oleh Albert Einstein: E = mc2. Sehingga dengan mempercepat partikel-partikel (dalam hal ini partikel-partikel yang dipergunakan adalah hadron, yaitu proton dan timbal), mencapai kelajuan yang hampir mencapai laju cahaya, kemudian ditumbukkan maka energinya menjadi sangat luar biasa sehingga bisa berubah menjadi partikel-partikel jenis yang lain. Dari konversi materi-energi ini lah diharapkan akan tercipta materi-materi yang mungkin tercipta pada saat awal alam semesta ada dan hanya tercipta sesaat sebagai penyusun awal alam semesta.
Sebagaimana namanya, LHC mempergunakan Hadron untuk ditumbukkan, dan dua jenis hadron yaitu proton dan/atau timbal, karena:
  • Keduanya bermuatan, sehingga bisa dipercepat oleh gaya elektromagnetik yang diciptakan oleh peralatan.
  • Keduanya tidak mudah meluruh karena berat dan tidak akan kehilangan banyak energi ketika dipercepat di dalam lingkaran.
Jika memang demikian yang terjadi, lalu apa istimewanya sehingga pencarian partikel ini bisa berdampak besar bagi ilmu pengetahuan dan juga pemahaman kita tentang alam semesta? Partiel Higgs boson, dikenal juga sebagai partikel Tuhan, karena jika memang benar ada, partikel tersebut bisa menjelaskan banyak hal yang berkaitan keberadaan fisik benda-benda yang ada di seluruh alam semesta.
Secara umum, studi dari LHC diharapkan bisa menjawab beberapa pertanyaan, yang pertama tentunya keberadaan partikel Higgs boson. Selain itu, beberapa hal yang lain adalah:
Partikel Simetri Super. Semenjak awal tahun 1970-an, studi teori String telah dilakukan untuk menjawab impian Einstein yang belum terjawab, yaitu menyatukan semua teori menjadi Teori Tunggal (unified theory), yaitu hanya ada satu teori yang bisa menjelaskan interaksi semua gaya dan materi di alam semesta. Menurut teori simetri super, setiap spesies partikel (elektron, quark, neutrino, dll), simetri super menyebabkan keberadaan spesies pasangan – disebut sebagai spartikel (selektron, squark, sneutrino, dll) -, yang sampai sekarang belum pernah ditemukan. Dibutuhkan tumbukan yang lebih hebat sehingga spesies tersebut bisa ditemukan, (bila memang ada). LHC diperhitungkan cukup kuat untuk mengamati keberadaannya. Dan bila memang ditemukan, bisa juga memberi gambaran mengenai materi gelap – materi yang tidak memberikan informasi cahaya, dan hanya diketahui dari pengaruh gravitasinya. Materi gelap ada melimpah di dalam alam semesta ini, dan diduga bahwa materi gelap tersusun dari spartikel.
Partikel Antardimensi. Pemahaman kita pada ruang lebih banyak dipahami sebagai ruang dalam tiga dimensi, seperti kiri-kanan, atas-bawah, depan-belakang. Einstein sendiri telah menunjukkan bahwa ruang yang kita pahami lebih dari yang bisa kita lihat karena gravitasi merupakan kelengkungan dalam dimensi ruang (dan waktu), sehingga membongkar pemahaman kita akan ruang dan waktu. Sekarang, dengan adanya LHC, saatnya membuktikan. Dari perhitungan mempergunakan teori String, ada serpihan kecil akibat tumbukan proton yang terlempar keluar dari dimensi ruang yang kita kenal dan ‘terperangkap’ pada dimensi yang lain, ditandai dengan hilangnya sejumlah energi yang dibawa oleh serpihan tersebut. Tetapi kita masih belum tahu seberepa kuat tumbukan tersebut dibutuhkan sehingga proses tersebut terjadi, karena angkanya sendiri bergantung pada ketidaktahuan yang lain: seberapa kecil/besar dimensi ekstra, (jika memang ada). Ada atau tidak, pengujian dengan LHC tetap dilakukan dan hasilnya akan menentukan itu.
Hal yang lain adalah, Lubang Hitam Mikro. Studi dari teori String juga memberikan pendapat bahwa dengan tumbukan, maka lubang hitam bisa terbentuk, memungkinkan studi terhadap lubang hitam dilakukan dalam laboratorium. Hal tersebut dimungkinkan karena dengan pertumbukan proton-proton, ada suatu saat ketika energi tersekap dalam suatu ruang yang sangat kecil, sedemikian sehingga lubang hitamg yang sangat sangat kecil terbentuk. Tentulah sudah menjadi pemahaman umum bahwa lubang hitam adalah pemakan segalanya, bahkan cahaya pun bisa tersedot ke dalamnya. Jadi, apakah tidak menjadi berbahaya kalau lubang hitam tercipta dalam laboratorium akan menghisap semua materi yang ada di sekitarnya, bahkan menghisap Bumi kita? Tentu tidak!
Menurut Stephen Hawking, bahkan lubang hitam mengalami pemusnahan, sehingga lubang hitam yang sangat sangat kecil tersebut akan lenyap dalam fraksi kecil seper per per sekian detik, sehingga sangat pendek untuk menjadi sebuah bencana, tetapi cukup lama bagi para ilmuan untuk mendapatkan manfaat kelimuan dari informasi yang sesaat tersebut.
Tetapi, bila teori Hawking salah? Di dalam alam semesta ini, banyak sekali ‘mesin penghancur atom’ yang jauh lebih kuat dari LHC, dan tidak pernah dijaga sistem energinya. Bintang-bintang dan galaksi-galaksi adalah ‘mesin penghancur atom’ alamiah, dan hasil proses mesin tersebut, dikenal sebagai berkas kosmis, secara terus menerus menghujani Bumi, dengan tingkat energi yang jauh lebih besar daripada LHC, tetapi Bumi tetap ada, sehingga LHC masih bisa dikatakan lebih jinak dibandingkan semua proses yang terjadi di alam.
Apakah memang itu semua kandidat-kandidat partikel yang dihasilkan oleh LHC? Akankah semua penemuan tersebut bisa menjadikan teori tunggal yang bisa menjelaskan alam semesta? Toh penamaan partikel Tuhan mempunyai pretensi bahwa penemuan tersebut akan mengarahkan pada teori penyatuan agung alam semesta? Secara berseloroh, Stephen Hawking berani bertaruh $100 bahwa LHC tidak akan menghasilkan partikel Tuhan yang belum tentu jelas keberadaannya, dan semuanya harus kembali ke awal. Tentunya jika benar demikian, membutuhkan kerendahan hati untuk mengakui bahwa teori yang dikembangkan pun bisa salah, atau dikarenakan teori yang tidak lengkap, yang pasti menyebabkan seseorang harus mulai lagi dari awal.
Di sisi lain, eksperimen membuka kemungkinan yang lain, bisa saja bukan partikel Higgs, mungkin lubang hitam tidak seperti yang pernah kita bayangkan, tetapi bukan tidak mungkin sesuatu yang tidak kita pikirkan sebelumnya terjadi, dan itu membutuhkan penjelasan yang baru. Lalu apakah penjelasan tersebut bisa menjelaskan segalanya? Dengaan teknologi yang sangat mahal (mencapai US$ 8 milyar dari hasil kongsi 60 negara) dan canggih tentunya, apakah akan bisa membuka rahasia alam semesta? Tidak mudah menjawabnya, karena melihat kenyataan, baru beberapa hari berfungsi saja sudah mengalami gangguan, itu adalah contoh kecil bahwa untuk memahami alam semesta bukanlah pekerjaan yang mudah.
Tidak hanya tantangan teknis, tetapi belajar dari sejarah, sampai dengan abad ke -19, atom dipercaya sebagai komponen paling dasar penyusun materi, dan tidak bisa dipecah-pecah lagi. (Atom berasal dari bahasa Yunani yang artinya ‘tidak terbagi’). Tetapi alam selalu menunjukkan hal-hal yang tidak terbayangkan sebelumnya, J. J. Thomson menemukan elektron, yang artinya, artinya atom masih bisa dibagi lagi menjadi komponen yang lebih kecil. Lebih jauh, Ernest Rutherford menunjukkan bahwa atom tersusun dari adanya ruang-ruang kosong, karena atom tersusun dari elektron-elektron yang ‘mengorbit’ terhadap inti, dan massa atom ditentukan oleh massa inti. Dan terus menerus pemahaman manusia terhadap alam semesta diaduk-aduk, mulai dari teori Einstein yang menyatakan bahwa ruang-waktu tidaklah mutlak. Materi memelengkungkan ruang, ruang mengarahkan bagaimana materi bergerak. Cahaya adalah gelombang sekaligus partikel. Energi dan materi adalah sama, dan bisa berubah satu sama lain. Realitas menjadi sesuatu yang tidak bisa ditentukan secara pasti. Sampai saat ini pun, masih banyak hal-hal di alam yang belum bisa dijawab, kalau tidak, untuk apa ada proyek ambisius seperti LHC ini bukan? Seperti juga perjalanan studi LHC memberikan kita pelajaran: alam semesta tidak akan dengan mudah membuka rahasianya, dan itu hanya bisa dilakukan, hanya jika kita dengan sungguh-sungguh, tekun, tabah dan rendah hati mempelajari fenomena alam.
Category: , , , , 0 komentar

Demo Bahaya Radiasi Handphone

Rizky

pdaPemakaian handphone tampaknya saat ini semakin luas seiring dengan semakin dibutuhkannya handphone sebagai alat komunikasi cepat. Saat ini bukan hanya orang dewasa saja yang menggunakan handphone, anak-anak pun semakin banyak yang menggunakan sarana komunikasi ini. Orangtua harus berpikir dua kali sebelum memenuhi permintaan anaknya yang masih duduk di sekolah dasar memiliki telepon genggam. Sebab menurut sebuah penelitian, menggunakan telepon genggam sejak dini mempunyai risiko jangka panjang untuk kesehatan mereka.
ponsel ericcson
Para peneliti di National Radiology Protection Board, Inggris, mengatakan radiasi elektromagnetik dari telepon genggam dapat merusak DNA dan mengakibatkan tumor otak. Orangtua seharusnya tidak memberikan telepon genggam pada anak-anak yang berusia 8 tahun atau di bawahnya sebagai tindakan pencegahan gangguan radiasi dari alat-alat tersebut.
Di seluruh dunia saat ini terdapat 570 juta pemakai hand-phone dan dalam jangka waktu 5 tahun lagi  jumlahnya akan terus meningkat hingga mencapai 2,4 miliar.
Sudah banyak yang tahu tentang bahayanya signal handphone. Lebih bahaya lagi karena kita sering menggunakannya. Berbagai macam tips sudah kita ketahui bersama seperti gunakanlah handphone pada telinga sebelah kiri ketimbang sebelah kanan dan lainnya.
Berikut ini demo yang memperlihatkan bahaya signal handphone Anda!

Bahan yang diperlukan:
  1. 8 Buah handphone
  2. Sedikit biji popcorn (jagung)
  3. Baiknya dilakukan oleh 4 orang

Cara demo:
  1. Taruh handphone pada 4 arah mata angin di atas meja. Utara, Timur, Selatan dan Barat.
  2. Beri jarak sehingga ditengah-tengah ke-4 handphone terdapat ruang kosong.
  3. Taruh biji popcorn (jagung) ditengan-tengah 4 handphone tersebut
  4. Masing-masing orang dengan sisa 4 handphone menelpon secara bersamaan ke masing-masing handphone yang terletak di atas meja.
  5. Orang-1 dengan handphone-1 menelpon ke handphone yang terletak di Utara.
  6. Orang-2 dengan handphone-2 menelpon ke handphone yang terletak di Timur.
  7. Dan seterusnya
  8. Lihat apa yang terjadi pada biji popcorn tersebut.

Biji popcorn langsung masak!
Bisa dibayangkan kita sebagai biji popcorn, sedangkan 4 handphone di atas meja adalah menara-menara BTS yang tersebar di antara kita, yang menerima dan menyambungkan panggilan signal handphone? Matanglah kita!
Category: , , , 0 komentar

Pengertian Bluetooth dan Cara Kerja Bluetooth

Rizky
Bluetooth adalah teknologi yang memungkinkan dua perangkat yang kompatibel, seperti telepon dan PC untuk berkomunikasi tanpa kabel dan tidak memerlukan koneksi saluran yang terlihat. Teknologi ini memberikan perubahan yang signifikan terhadap peralatan elektronik yang kita gunakan. Jika kita melihat sekeliling kita dimana keyboard dihubungkan pada komputer. Demikian juga halnya dengan printer, mouse, monitor dan lain sebagainya. Semua peralatan itu dihubungkan dengan menggunakan kabel. Akibatnya terjadi masalah banyak kabel yang dibutuhkan di kantor, rumah atau tempat-tempat lainnya. Masalah lain yang ditemui adalah bagaimana menelusuri kabel-kabel yang terpasang jika ada suatu kesalahan atau kerusakan. Bluetooth memperbaiki penggunaan teknologi kabel yang cenderung menyulitkan ini dengan cara menghubungkan beberapa peralatan tanpa menggunakan kabel.

Bluetooth beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz (antara 2.402 GHz sampai 2.480 GHz) yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host to host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas. Bluetooth dapat berupa card yang bentuk dan fungsinya hampir sama dengan card yang digunakan untuk wireless local area network (WLAN) dimana menggunakan frekuensi radio standar IEEE 802.11, hanya saja pada bluetooth mempunyai jangkauan jarak layanan yang lebih pendek dan kemampuan transfer data yang lebih rendah.

Pada dasarnya bluetooth diciptakan bukan hanya menggantikan atau menghilangkan penggunaan kabel didalam melakukan pertukaran informasi, tetapi juga mampu menawarkan fitur yang baik untuk teknologi mobile wireless dengan biaya yang relatif rendah, konsumsi daya yang rendah, interoperability yang menjanjikan, mudah dalam pengoperasian dan mampu menyediakan layanan yang bermacam-macam.

Cara Kerja Bluetooth

Terdapat berbagai cara yang berbeda bagaimana peralatan elektronik bisa berkoneksi dengan peralatan lainnya. Sebagai contoh:

* Komponen kabel
* Kabel listrik
* Kabel Eternet
* WiFi
* Sinyal Infra Merah

Ketika anda menggunakan komputer, sistem hiburan atau telepon maka sebagian sistem dari peralatan itu berkomunikasi dengan peralatan elektronik lainnya. Peralatan ini berkomunikasi dengan menggunakan kabel-kabel yang bervariasi, sinyal radio, cahaya infra merah, konektor, dan protokol.

Seni menghubungkan sebuah benda dengan benda lainnya menjadi sesuatu yang sangat rumit setiap harinya. Pada artikel ini, kita akan lihat sebuah metode yang menghubungkan alat-alat elektronik, yang dinamakan dengan Bluetooth, yang bisa melakukan proses streamline. Koneksi bluetooth adalah tanpa kabel dan otomatis, dan juga bluetooth memiliki sejumlah fasilitas yang bisa memudahkan kehidupan kita.

Masalah
Ketika dua alat berbicara satu sama lain, mereka setuju untuk menggunakan sejumlah hal sebelum percakapan bisa dimulai. Hal pertama adalah akankah mereka berbicara melalui kabel, atau melalui beberapa bentuk sinyal wireless? Jika menggunakan kabel, berapa banyak kabel yang dibutuhkan? Sekali kebutuhan fisik ini terpenuhi, maka akan muncul pertanyaan selanjutnya:

* Berapa banyak data yang akan dikirimkan setiap waktunya? Sebagai contoh, port serial mengirimkan data 1 bit setiap waktu, sementara port paralel mengirimkan beberapa bit tiap waktu.
* Bagaimana cara mereka berbicara dengan yang lainnya? Semua alat elektronik harus tahu apa yang dimaksud dengan bit dan apakah pesan yang mereka terima sama dengan pesan yang dikirim. Artinya disini kita perlu mengembangkan sekumpulan perintah dan jawaban yang dikenal sebagai protokol

Solusi Bluetooth
Bluetooth mengambil jaringan kecil dengan memindahkan file yang akan dikirim dan menjaga daya transmisi tetap rendah agar penggunaan batrei bisa sangat kecil. Coba anda bayangkan ini: Anda mengaktifkan bluetooth telepon seluler anda di depan pintu rumah. Anda memberitahu teman anda agar menghubungi anda kembali dalam waktu lima menit sehingga anda bisa masuk ke dalam rumah dan mengambil barang anda yang ketinggalan. Sewaktu anda berjalan di dalam rumah, peta yang di terima melalui telepon selular anda dari sistem GPS bluetooth yang ada di mobil secara otomatis mengirimkannya ke PC anda dan secara otomatis pula mengirimkan data untuk di transfer ke telepon rumah. Lima menit kemudian, ketika teman anda balik menelepon, bluetooth pada telepon rumah akan membunyikan telepon rumah bukan telepon selular anda. Teman anda menghubungi anda dengan nomor yang sama, tetapi telepon rumah andalah yang mengambil sinyal bluetooth dari telepon seluler anda dan secara otomatis telepon rumah anda berbunyi karena bluetooth paham bahwa anda sedang berada di rumah. Tiap sinyal transmisi menuju dan dari telepon selular anda hanya mengkonsumsi 1 miliwatt saj, jadi batrei telepon selular anda secara virtual tidak berpengaruh dengan segala aktifitas ini.

Bluetooth adalah sebuah jaringan standar yang bekerja pada dua tingkatan:

* Bluetooth menyediakan kesepakatan pada tingkatan fisik (bluetooth adalah standar frekuensi radio)
* Bluetooth menyediakan kesepakatan pada tingkatan protokol, di mana sebuah produk menyetujui waktu yang sudah ditentukan dalam mengirimkan bit, berapa banyak yang akan di kirim, dan bagaimana percakapan yang berlangsung bisa di terima sesuai dengan pesan yang di kirim.

Keistimewaan bluetooth adalah wireless, tidak mahal, dan otomatis. Ada beberapa cara lain dengan menggunakan kabel, termasuk komunikasi infra merah. Infra merah merujuk pada gelombang cahaya yang memiliki frekuensi yang lebih rendah daripada yang diterima oleh mata manusia. Infra merah digunakan pada kebanyakan sistem remote kontrol pada televisi. Komunikasi infra merah cukup cepat dan tidak membutuhkan biaya banyak untuk melakukan sebuah koneksi, tetapi infra merah hanya bisa dilakukan searah saja. Sebagai contoh, anda hendak mengirim data antara komputer anda dengan laptop, akan tetapi sewaktu proses ini berjalan maka laptop tidak bisa mengirimkan data ke PDA pada waktu yang bersamaan.

Meskipun begitu, hal ini memberikan keuntungan pada penggunaan infra merah yaitu anda bisa meyakinkan bahwa pesan yang anda kirimkan pasti akan sampai hanya pada orang yang anda kirim, walaupun diruangan itu terdapat banyak penerima infra merah.

Bluetooth dapat memecahkan masalah yang dihadapi oleh infra merah. Bluetooth 1.0 memiliki kecepatan transfer sebesar 1 megabir per detik (Mbps), sementara itu Bluetooth 2.0 bisa lebih dari 3 Mbps.

Pengoperasian Bluetooth
Jaringan bluetooth mentransmisikan data melalui gelombang radio. Jaringan ini berkomunikasi pada frekuensi 2,45 gigahertz (antara 2,402 GHz dan 2,480 GHz). Penggunaan frekuensi ini telah disetujui secara internasional untuk penggunaan industri, penelitian, dan medis.

Beberapa peralatan yang menggunakan frekuensi ini adalah pembuka garasi, pemonitor bayi, dan telepon tanpa kawat. Proses agar penggunaan bluetooth tidak saling mengganggu antar alat-alat tersebut di atas, adalah sebuah proses yang sangat penting untuk terus dikembangkan.

Satu cara aagr bluetooth tidak saling mengganggu dengan sistem yang lain adalah dengan mengirim sinyal yang sangat kecil sekitar 1 miliwatt. Sebagai perbandingan, telepon seluler mampu mentransmisikan sinyal sekitar 3 watt. Daya yang kecil ini membatasi jangkauan penggunaan bluetooth, yaitu sekitar 10 meter. Meskipun begitu, tembok rumah anda tidak akan mampu menghentikan laju sinyal bluetooth, sehingga bluetooth bisa membuat peralatan-peralatan di ruangan berbeda mampu dikendalikan dari bagian rumah anda (asalkan rumah anda tidak terlalu besar).

Bluetooth bisa berkoneksi dengan delapan alat sekaligus secara bersamaan. Dengan semua alat ini dalam radius 10 meter, anda mungkin berpikir bahwa sinyalnya mungkin akan menumpuk dan mengganggu proses kerja alat-alat itu. Sayangnya tidak, bluetooth menggunakan sebuah teknik yang dinamakan dengan harapan penyebaran spektrum frekuensi yang membuat sebuah alat untuk mentransmisikan data pada frekuensi yang sama dalam waktu yang bersamaan pula. Pada teknik ini, sebuah alat akan menggunakan salah satu dari 79 frekuensi. Pada bluetooth, transmiter mengubah frekuensi 1.600 kali tiap detik, yang berarti lebih banyak alat yang bisa digunakan pada spektrum radio ini. Karena tiap bluetooth mentransmisikan sinyal dengan menggunakan penyebaran spektrum secara otomatis, maka sangat kecil kemungkinan ada dua transmiter yang menggunakan frekuensi sama dalam waktu yang bersamaan. Teknik ini meminimalisir resiko penggunaan telepon yang akan mengganggu paralatan bluetooth, karena semua gangguan pada frekuensi yang sama hanya akan sedikit bergesekan pada satu detik saja.

Ketika peralatan bluetooth memiliki jangkauan yang sama dengan peralatan lainnya, sebuah percakapan elektronik akan ditentukan dari fungsi alat tersebut. Proses ini berlangsung secara otomatis, sehingga anda tidak perlu menekan tombol apa pun agar pembicaraan tidak terganggu. Sekali pembicaraan selesai, alat ini akan membentuk sebuah jaringan. Sistem bluetooth membuat sebuah jaringan sendiri yang dinamakan dengan pikonet, sehingga jangkauannya berada di antara kedua peralatan atau lebih (seperti telepon seluler anda dengan headset di kepala anda). Sekali pikonet terbentuk, anggota alat yang menggunakan jaringan ini akan terus bersentuhan dengan alat lain yang juga menggunakan jaringan ini pada jangkauan yang anda definisikan secara otomatis. Sehingga hal ini akan mencegah jaringan pikonet yang lain untuk beroperasi pada ruangan yang sama.

Pikonet
Katakanlah anda memiliki ruang keluarga modern dengan beberapa alat modern didalamnya. Ada sebuah sistem hiburan dengan sebuah stereo, sebuah pemutar DVD, sebuah TV satelit dan TV, dan juga ada sebuah komputer pribadi. Tiap bagian sistem ini menggunakan bluetooth, dan tiap alat membentuk jaringan pikonetnya sendiri untuk berbicara antara unit utama dengan peralatan lain.

Kita andaikan saja terdapat tiga jaringan yang digunakan oleh alat-alat yang anda letakkan di ruang keluarga. Tiap alat tahu alamat transmiter dari alat yang di dengar dan alamat penerima dari alat yang sedang berbicara. Karena tiap jaringan merubah frekuensi operasinya ribuan kali per detik. Maka ada kemungkinan dua jaringan akan bekerja pada frekuensi yang sama pada waktu yang bersamaan pula. Jika hal ini memang terjadi, maka alat yang lain hanya mengalami sedikit gangguan dalam satu detik, ditambah lagi dengan adanya software yang memperbaiki kesalahan-kesalahan akibat informasi yang membingungkan.

Keamanan Bluetooth
Pada semua jaringan wireless, faktor keamanan adalah sesuatu yang harus diperhatikan. Sebuah alat dapat dengan mudah menangkap gelombang radio di udara, jadi orang yang mengirimkan informasi rahasia harus benar-benar meyakinkan dirinya bahwa memang tidak akan ada orang/alat yang menyadap sinyalnya. Teknologi bluetooth sama saja dengan teknologi wireless lainnya, bluetooth bisa dijadikan sebagai alat mata-mata atau sebagai remote access.

Bluetooth menawarkan beberapa model sekuritas, dan pabrik alat ini akan menentukan mode apa yang akan digunakan oleh bluetooth. Pengguna bluetooth bisa membuat sebuah alat yang dipercaya dan mampu menukar data tanpa harus minta ijin terlebih dahulu. Ketika semua alat mencoba untuk membuat koneksi dengan gadget seseorang, si pengguna harus memutuskan apakan dia mengijinkan alat itu untuk melakukan koneksi atau tidak. Tingkat layanan sekuritas dan peralatan bekerja secara bersamaan untuk melindungi peralatan bluetooth dari transmisi data yang tidak dikenal. Metode keamanan itu termasuk didalamnya adalah prosedur autorisasi dan identifikasi yang membatasi penggunaan layanan bluetooth untuk melakukan registrasi. Seorang pengguna bisa dengan mudah mengganti mode bluetoothnya ke mode “tidak terlacak” dan mencegah koneksi dengan peralatan bluetooth lainnya. Jika seorang pengguna menggunakan jaringan bluetooth untuk mensinkronkan alat-alat yang lain di rumah, ini adalah cara terbaik untuk menghindari segala kemungkinan yang membobol keamanan alat anda.

Selain masalah keamanan diatas, ada lagi masalah keamanan yang cukup pelik dan harus dipecahkan. Masalah itu adalah virus telepon seluler yang masuk melalui proses koneksi otomatis. Namun, karena kebanyakan telepon selular menggunakan koneksi bluetooth yang aman dan membutuhkan autorisasi/autentikasi sebelum menerima data dari alat yang belum dikenal, maka biasanya file yang terinfeksi tidak akan bertindak lebih jauh lagi. Ketika virus tiba di telepon selular pengguna, si pengguna harus setuju untuk membuka dan menginstal file tersebut.

Masalah lainnya seperti bluejacking, bluebugging, dan car whisperer telah meramaikan pasar keamanan bluetooth akhir-akhir ini. Bluejackin melibatkan pengguna bluetooth yang mengirim sebuah kartu bisnis (pesan teks) ke alat bluetooth lainnya dalam radius 10 meter. Jika si pengguna tidak sadar apa isi pesannya, dia mungkin akan menyimpan alamat pengirimnya ke buku alamatmya, dan si pengirim bisa mengirim dia sebuah pesan yang mungkin akan terbuka secara otomatis karena nama si pengirim sudah di simpan di buku alamat. Bluebugging memiliki masalah yang lebih parah lagi, karena masalah ini membuat para hacker bisa mengendalikan akses telepon dan semua layanannya, termasuk mengirim pesan,dan si pengguna tidak sadar bahwa peralatan bluetoothnya telah di sadap. Car Whisper adalah sebuah pecahan software yang membuat para hacker mampu mengirimkan dan menerima audio yang berasal dari stereo bluetooth anda. Seperti sebuah lubang keamanan pada komputer, kelemahan ini adalah akibat inovasi teknologi dan dari pabrikan alat yang meluncurkan versi-versi baru sehingga menimbulkan masalah sewaktu alat-alat yang baru ini diluncurkan.

sumber : cyberions.blogspot.com
Category: , , , , 0 komentar

400.000 Prosesor dalam Superkomputer

Rizky


Image
Adakah komputer yang pengolahan prosesnya super cepat dan tidak pernah terpikirkan sebelumnya? Jelas ada! Superkomputer adalah jawabannya.
Apakah superkomputer itu? Me­ngutip dari Wikipedia, definisi superkomputer adalah teknologi me­sin komputer yang di desain khusus untuk kapasitas proses super cepat, terutama dalam kecepatan kalkulasi dan pe­ngolahan data besar. Lalu, siapa saja produsen superkomputer? Digunakan untuk kebutuhan apa? Apa bedanya de­ngan server biasa? Semua akan diulas di sini.

Roadrunner, salah satu produk superkomputer buatan IBM menduduki tempat teratas dalam daftar Top 500 superkomputer tercepat dunia. Kecepatannya mencapai 1,1 Petaflops, artinya mampu mengerjakan 1,1 Kuadriliun operasi komputasi per detik. Sementara itu, Jaguar, superkomputer buatan Cray, menempel ketat di belakang Roadrunner dengan 1,06 Petaflops per detik. Bahkan, tidak lama lagi pendatang baru dari IBM, Sequoia siap menyaingi keduanya.
Diharapkan, tahun 2011 IBM menyelesaikan Sequoia yang memiliki performa 20 kali lebih “super” dibanding Roadrunner atau lebih besar daripada 400.000 prosesor dengan CPU 3 GHz quadcore. Berapa besar 20 Petaflops ini? IBM menganalogikannya “kalkulasi yang dihitung Sequoia selama satu hari, membutuhkan 1000 tahun dan 6 milyar orang untuk menghitungnya dengan kalkulator”.

Mengamati Supernova dalam superkomputer  

Setelah mengetahui performa yang begitu luar biasa, timbul pertanyaan, apa keguna­an superkomputer? Apa saja yang sanggup dilakukannya? Salah satu jawabannya adalah untuk penelitian dan pengetahuan.

LONJAKAN SUPERKOMPUTER

Sejak beberapa tahun, jumlah performa 500 superkomputer tercepat sedunia meningkat secara eksponensial.

Image

Contoh yang dapat dilihat adalah untuk simulasi proses alam dengan kendali komputer. Dengan superkomputer dapat diketahui bagaimana racun menyebar dalam tanah dan membutuhkan waktu hingga ia terurai. Kita juga dapat mengkalkulasi arus magnet dalam inti bumi, mensimulasi pembentukan galaksi, me­nampilkan apa yang terjadi saat supernova, atau bagaimana efek tembakan laser pada berbagai material (penting untuk penelitian dan pengembangan akselerator partikel seperti yang digunakan untuk mena­ngani  penyakit tumor).

Dengan superkomputer, efek inovasi obat-obatan juga dapat diteliti tanpa harus menyiksa hewan-hewan sebagai media percobaan. Bahkan, superkomputer mampu meramalkan kapan gempa bumi berikutnya yang akan terjadi di suatu belahan dunia dan area mana saja yang terkena dampaknya.

“Superkomputer sangat penting bagi penelitian,” jelas Klaus Wolkersdorfer, kepala bagian sistem komputer performa tinggi di pusat penelitian di Jülich, Jerman. Di samping teori dan eksperimen, superkomputer telah berkembang menjadi pilar ketiga dalam dunia sains.

Di Jülich, terdapat superkomputer bernama Jugene dengan kecepatan 180 Tera­flops per detik, tercepat di Eropa, dan memiliki prospek untuk naik ke urutan ketiga peringkat Top 500 Superkomputer.
Rencananya, Jugene akan diperluas dan dikembangkan menjadi “Peta-computer” pertama di Eropa. Biaya yang diperlukan mencapai 2 digit juta Euro. Informasi lebih detail tentu dirahasiakan oleh Kementerian Federal Jerman untuk Pendidikan dan Penelitian.

"Para ilmuwan lebih cepat mendapatkan hasil penelitiannya"Klaus Wolkersdorfer, Pusat Penelitian Juelich
Image
Bencana: seperti gempa bumi atau letusan gunung berapi dapat diperkirakan 50 kali lebih tepat dengan superkomputer.

Image
Penelitian kedokteran: Mendapat manfaat dari simulasi superkomputer sehingga pengujian hewan untuk bahan percobaan tidak lagi dibutuhkan.

Image
Pemantauan iklim: Pemantauan dan ramalan cuaca semakin tepat dengan superkomputer yang lebih cepat.

“Pengembangan ini lebih dari sekadar gengsi atau desakan dari para ilmuwan”, demikian alasan Wolkersdorfer. Terakhir, kalkulasi waktu Jugene meningkat lebih dari lima kali. Dalam waktu dekat ini, setidaknya permintaan yang sangat besar akan dapat dipenuhi.

Jugene akan mengemas 294.912 prosesor PowerPC dalam 72 lemari. Tiap lemari berukuran kurang lebih sebesar bilik telepon umum. Selain itu, Jugene akan diperkuat oleh 144 Terabyte RAM, 6 Petabyte kapasitas hard disk, dan sistem clockspeed 850 MHz.

Hingga saat ini, tingkat clockspeed tersebut belum bisa ditingkatkan lagi karena konsumsi dayanya telah mencapai 2,2 Megawatt. Apabila clockspeed ditingkatkan, konsumsi daya akan semakin meningkat. Begitu juga dengan panas yang dikeluarkan sehingga sistem pendinginan akan menjadi masalah.
Bagi Jugene, software lebih penting ketimbang clockspeed. Meskipun begitu, aplikasi Adobe Photoshop tidak bekerja lebih cepat pada sebuah superkomputer ketimbang pada sebuah notebook. Aplikasi PC desktop biasa tidak mampu mengontak sekian banyak prosesor. Dalam superkomputer, semua aplikasi harus di-compile secara khusus terutama bagi kompatibilitas dengan arsitektur multicore-nya.

Agar dicapai hasil yang optimal, tim di Jülich bekerja sama dengan para pengembang software di sejumlah lembaga ilmiah, di mana proses simulasinya dijalankan di Jülich. “Programming paralel benar-benar menantang”, tegas Klaus Wolkersdorfer. "Kesulitannya adalah mengatur arus data, sehingga dalam pertukaran data antar prosesor, chip yang satu tidak perlu menunggu hasil dari chip lain”.

INFO
Nautilus: Superkomputer Ramah Lingkungan

Dengan performa yang tinggi, otomatis membutuhkan energi yang tinggi pula.Pertanyaannya, adakah superkomputer yang hemat energi dan ramah lingkungan?

Image
Superhemat: Nautilus menjadi superkomputer yang paling efisien, khususnya dalam penggunaan energi.

Jawabannya, ada. Nautilus, superkomputer yang berada di Warsawa, Polandia, menjadi superkomputer dengan performa tinggi sekaligus paling hemat energi di dunia. Ia mampu mencapai 536 Megaflops per Watt atau 536 juta operasi komputasi dalam Watt detik. Sejak Juli 2008, Nautilus menduduki urutan teratas dalam daftar “Green 500” (www.green500.org) yang dikeluarkan setahun sekali.  Faktor yang membuat Nautilus sehemat itu adalah efisiensi prosesor. PowerXCells dari IBM, khusus dirancang untuk kalkulasi vektor, tepat untuk simulasi karakteristik arus yang dijalankan pada Nautilus.
Image
Proyek raksasa: Mulai tahun 2011, kondisi senjata nuklir AS akan diteliti dengan superkomputer tercepat di dunia.

Superkomputer untuk ramalan cuaca   

Solusi pengaturan data inilah yang kini sedang diteliti oleh para pengembang software IBM di Rochester, Minnesota. Namun, mereka tidak mengkoordinasi pekerjaan 300.000 prosesor seperti pada superkomputer Jugene, melainkan menambahkan lebih banyak chip untuk kelancar­an arus data.
Superkomputer Sequoia akan menggunakan 1,6 juta prosesor dan 1,6 Petabyte RAM. Semua itu akan ditempatkan pada 96 rak di dalam ruang seluas 340 meter persegi. Superkomputer ini akan mencapai 20 Petaflops. Superkomputer ini diproyeksikan untuk kebutuhan simulasi penuaan senjata nuklir.

"Kebutuhan performa komputasi masih terus meningkat"Herbert Cornelius, Intel

IBM menerima permintaan untuk membangun Sequoia dari National Nuclear Security Administration, sebuah divisi Kementerian Energi AS yang ingin mengetahui apakah penyimpanan senjata nuklir yang telah berusia beberapa dasawarsa masih dapat digunakan atau menjadi bahaya yang tidak dapat terkendali.

Sequoia juga digunakan untuk kepentingan sipil. Meteorolog dan seismolog dapat membuat prognosa yang lebih tepat, demikian menurut IBM dalam sebuah konferensi pers. Selain itu, ketepatan ramalan cuaca lokal dapat di prediksi hingga 100 meter persegi. Bahkan, prognosa gempa dan jalur evakuasi yang aman dapat dikalkulasi hingga 50 kali lebih baik daripada sekarang. “Para peneliti mampu memperkirakan efek gempa di sebuah kota, bahkan efeknya pada setiap bangunan di kota tersebut.
Superkomputer di Jülich sepenuhnya digunakan untuk tujuan sipil. Di sini, untuk dapat menggunakan fasilitas, peneliti harus menandatangani pernyataan bahwa hasil penelitian mereka akan dipublikasi. Sebaliknya, apa yang akan dikalkulasi Sequoia tahun 2011 tetap menjadi rahasia.

Pendapat lain dikemukakan oleh Herbert Cornelius, Director Advanced Computing Center EMEA di Intel. “Titik berat yang diupayakan sebenarnya mencakup teknologi superkomputer masa depan, prosesor, interface, dan software baru.

“Pada saat ini, teknologi superkomputer memungkinkan simulasi yang beberapa tahun lalu tidak terbayangkan," ujar Cornelius. “Berbagai proses yang menerapkan bidang-bidang ilmu yang sangat berbeda, kini dapat berperan. Misalnya, simulasi aliran darah melalui jantung. Selain reaksi kimia dan biologi, karakteristik fisika seperti perilaku aliran darah juga perlu diperhatikan. Hal ini tentu membutuhkan operasi komputasi,” Cor­nelius menegaskan.

Suprakomputer: 10 tahun lagi mencapai exaflops

“Sebenarnya masih ada sejumlah contoh di mana superkomputer belum bisa mengkalkulasinya. Salah satunya, belum mampu mensimulasi aliran udara di seputar pesawat terbang secara keseluruhan. Untuk mencapai hasil yang pasti, model grid pesawat harus sangat halus. Kita harus membuat bidang lengkung dari poligon-poligon yang lu­rus. Semakin rinci modelnya, semakin rumit kalkulasinya. Oleh karena itu, konstruktor pesawat terbang selalu hanya mengkalkulasi karakteristik arus komponen. Simulasi arus dilakukan dua hingga tiga kali perhari. De­ngan demikian, para insinyur akan cepat mendapatkan hasilnya dan melanjutkan pekerjaan mereka," tegas Cornelius.

 "Teknologi dan inovasi Superkomputer akan terus berlanjut. Saya memperkirakan 10 tahun lagi akan hadir superkomputer yang mampu menembus batas Exaflops. Namun, saya tidak tahu persis apakah sebuah pembangkit tenaga nuklir mampu menyuplai listrik bagi sebuah pusat komputasi semacam itu, karena ukuran superkomputernya akan sebesar sebuah kota dan akan menjadi sebuah mega proyek raksasa," ujar Cornelius menutup pembicaraan. (www.chip.co.id)		 
Category: , , , , , 0 komentar
Langganan: Postingan (Atom)