Oleh: Asan Damanik
Tahun 2015 ditetapkan oleh UNESCO sebagai “Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya”. Gaung tahun 2015 sebagai Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya kurang bergema di Negara kita. Untuk menyambut tahun Cahaya dan Teknologi berbasikan cahaya yang ditetapakan UNESCO itu saya menuliskan Riwayat Hidup Singkat seorang Fisikawan sekaligus Filsuf Niels Bohr yang juga dikenal sebagai Penggagas Teori Atom Bohr dan Mekanika Kuantum dan interpretasinya. Tanpa Mekanika Kuantum tentunya perkembangan teori dan aplikasi cahaya dalam berbagai bidang teknologi tidak akan seperti yang kita raih masa kini.
Niels Hendrik David Bohr yang lebih terkenal dengan sebutan nama Niels Bohr adalah juga salah satu fisikawan besar di abad-20 lahir pada tanggal 7 Oktober 1885 di Kopenhagen Denmark dari keluarga terpelajar Christian Bohr. Bohr merupakan sahabat sekaligus lawan tangguh bagi Einstein dalam fisika khususnya dalam hal interpretasi fisis dan filosofis dari perumusan matematis fisika. Bohr masuk Universitas Kopenhagen pada tahun 1903 dan memperoleh gelar Master Fisika pada tahun 1909. Gelar doktor fisika diperolehnya pada tahun1911 dengan topik disertasi telaah teoretis sifat-sifat logam dengan menggunakan teori elektron.
Tahun 2015 ditetapkan oleh UNESCO sebagai “Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya”. Gaung tahun 2015 sebagai Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya kurang bergema di Negara kita. Untuk menyambut tahun Cahaya dan Teknologi berbasikan cahaya yang ditetapakan UNESCO itu saya menuliskan Riwayat Hidup Singkat seorang Fisikawan sekaligus Filsuf Niels Bohr yang juga dikenal sebagai Penggagas Teori Atom Bohr dan Mekanika Kuantum dan interpretasinya. Tanpa Mekanika Kuantum tentunya perkembangan teori dan aplikasi cahaya dalam berbagai bidang teknologi tidak akan seperti yang kita raih masa kini.
Niels Hendrik David Bohr yang lebih terkenal dengan sebutan nama Niels Bohr adalah juga salah satu fisikawan besar di abad-20 lahir pada tanggal 7 Oktober 1885 di Kopenhagen Denmark dari keluarga terpelajar Christian Bohr. Bohr merupakan sahabat sekaligus lawan tangguh bagi Einstein dalam fisika khususnya dalam hal interpretasi fisis dan filosofis dari perumusan matematis fisika. Bohr masuk Universitas Kopenhagen pada tahun 1903 dan memperoleh gelar Master Fisika pada tahun 1909. Gelar doktor fisika diperolehnya pada tahun1911 dengan topik disertasi telaah teoretis sifat-sifat logam dengan menggunakan teori elektron.
Niels Bohr
Setelah lulus doktor doktor,
Bohr kemudian pergi ke Inggris untuk bergabung dengan grupnya fisikawan fisikawan
terkenal Inggris J.J. Thompson di Laboratorium Cavendish dan kemudian dengan
grupnya Ernest Rutherford di Manchester Inggris untuk memperdalam fisika
khususnya tentang teori atom. Alasan
Bohr bergabung dengan grupnya Rutherford adalah karena Rutherford dengan
eksperimen hamburan partikel alfa yang terkenal itu telah berhasil membuktikan
bahwa bahwa atom terdiri dari inti atom
bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif mengorbit inti atom.
Setelah lebih kurang dua tahun bergabung dengan grupnya Rutherford, pada tahun 1913 Bohr mempublikasikan teori tentang struktur atom yang didasarkan pada teori atom Rutherford. Teori atom Bohr mengatakan bahwa elektron mengorbit inti atom pada orbit tertentu (terkuantisasi). Orbit terluar dapat menampung lebih banyak elektron dibandingkan dengan orbit yang lebih dalam, dan orbit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom. Bohr juga mengemukakan teori tentang emisi dan absorbsi radiasi oleh suatu atom akibat terjadi perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain. Perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain dalam suatu atom disebut transisi elektron. Jika elektron berpindah dari orbit yang lebih tinggi (terluar) ke orbit yang lebih dalam, maka atom tersebut memancarkan sejumlah energi tertentu dalam bentuk radiasi. Sebaliknya, atom akan menyerap sejumlah energi tertentu jika elektron berpindah dari orbit yang lebih rendah ke orbit yang lebih tinggi.
Setelah lebih kurang dua tahun bergabung dengan grupnya Rutherford, pada tahun 1913 Bohr mempublikasikan teori tentang struktur atom yang didasarkan pada teori atom Rutherford. Teori atom Bohr mengatakan bahwa elektron mengorbit inti atom pada orbit tertentu (terkuantisasi). Orbit terluar dapat menampung lebih banyak elektron dibandingkan dengan orbit yang lebih dalam, dan orbit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom. Bohr juga mengemukakan teori tentang emisi dan absorbsi radiasi oleh suatu atom akibat terjadi perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain. Perpindahan elektron dari suatu orbit ke orbit yang lain dalam suatu atom disebut transisi elektron. Jika elektron berpindah dari orbit yang lebih tinggi (terluar) ke orbit yang lebih dalam, maka atom tersebut memancarkan sejumlah energi tertentu dalam bentuk radiasi. Sebaliknya, atom akan menyerap sejumlah energi tertentu jika elektron berpindah dari orbit yang lebih rendah ke orbit yang lebih tinggi.
Bohr menjadi profesor fisika di Universitas Kopenhagen
pada tahun 1916. Pada tahun 1920, Bohr
diangkat menjadi Direktur suatu Institut yang baru dibentuk di Universitas Kopenhagen,
yaitu Institut Fisika Teoretis. Jabatan
sebagai direktur Institut Fisika Teoretis Universitas Kopenhagen dijabatnya
sampai akhir hayatnya.
Fisikawan-fisikawan lainnya seperti Schrödinger, Heisenberg,
Born, dan lain-lain mengembangkan teori atom Bohr tesebut sehingga menghasilkan
fisika baru yang dikenal sebagai Mekanika (Fisika) Kuantum. Sebagai penghargaan
terhadap teori atom dan struktur atom yang dikemukakannya, Bohr dianugerahi
Hadiah Nobel Fisika tahun 1922. Bohr kemudian menjadi Fellow Royal Society
London pada tahun 1926, dan pada tahun 1938 dia menerima Medali Copley Royal
Society.
Selama
perang dunia kedua, Bohr meninggalkan Kopenhagen untuk menyelematkan diri dari
kekejaman Nazi yang terjadi di daratan Eropa.
Bohr pergi ke Inggris dan kemudian ke Los Alamos New Mexico Amerika
Serikat sebagai penasehat ilmuwan-ilmuwan yang sedang merancang dan membuat bom
atom pertama. Setelah perang dunia kedua
usai, Bohr kembali ke Kopenhagen Demnark dan kemudian menjadi pelopor
penggunaan tenaga atom untuk perdamaian dan kesejahteraan umat manusia. Niels Bohr adalah Presiden Lembaga Ilmu Pengetahuan
Denmark, Komite Cancer Denmark, Ketua Komisi Energi Atom Denmark. Bohr adalah anggota Royal Society (London ),
the Royal Institution, dan Academies in
Amsterdam, Berlin, Bologna, Boston, Göttingen, Helsingfors, Budapest, München,
Oslo, Paris, Rome, Stockholm, Uppsala, Vienna, Washington, Harlem, Moscow,
Trondhjem, Halle, Dublin, Liege, dan Cracow.
Profesor
Bohr menikah tahun 1912, dengan Margrethe Nørlund dan mempunyai 6 orang anak
(dua orang meninggal) dan yang empat lainnya Hans Henrik (dokter), Erik
(insinyur kimia), Aage (Ph.D.
dalam fisika teoretis mengikuti jejak bapaknya Bohr), dan Ernest (ahli hukum). Bohr tutup usia pada
tanggal 18 November 1962.
Bohr juga seorang filsuf
Sebagaimana dikemukakan di atas bahwa konsep dan perkembangan mekanika kuantum serta interpretasinya tidak terlepas dari sosok
Niels Bohr. Niels Bohr dan pendukungnya
meyakini bahwa mekanika kuantum sebuah realitas yang sarat dengan konsep-konsep
statistik khususnya konsep peluang (kebolehjadian) dan prinsip ketidakpastian
Heisenberg sebagai sesuatu yang sangat fundamental. Konsep statistik seperti nilai rata-rata yang
disebut sebagai nilai harap tidak terelakkan dari mekanika kuantum yang
mempersoalkan dan mengkaji alam mikroskopis seperti atom atau elektron. Demikian juga prinsip ketidakpastian
Heisenberg yang memberikan batas ketelitian pengukuran secara simultan terhadap
dua besaran fisis yang tidak saling berkomutasi seperti posisi dan momentum
tidak akan pernah lebih kecil dari tetapan Planck tereduksi dibagi dua
Di lain pihak, Einstein sebagai sosok yang memiliki
otoritas tinggi dalam fisika waktu itu karena teori-teori dan gagasannya yang
sangat cemerlang dan fundamental seperti teori efek fotolistrik, gerak Brown,
dan teori relativitasnya (khusus dan umum) menentang penggunaan konsep peluang
dan prinsip ketidakpastian Heisenberg berikut interpretasi statistik yang
digunakan. Konsep peluang dan prinsip
ketidakpastian Heisenberg menjadikan fisika bersifat indeterministik.
Perdebatan dua fisikawan besar Bohr dan Einstein yang
pernah terjadi menyangkut interpretasi mekanika kuantum pada tahun 1930-an
merupakan perdebatan paling seru dalam sejarah perjalanan dan perkembangan ilmu
pengetahuan khususnya fisika. Perdebatan
dua fisikawan besar tersebut sampai ke tataran paling fundamental yang biasa
dipersoalkan dan dikaji dalam filsafat. Einstein sebagai penganut faham
deterministik menolak mati-matian penggunaan konsep peluang dan prinsip
ketidakpastian Heisenberg berikut interpretasi statistiknya dalam mekanika
kuantum sebagai sebuah asas (postulat).
Ungkapan penolakan Eisntein tersebut dinyatakannya dengan ungkapan
filosofis: Tuhan tidak pernah bermain dadu.
Bohr juga tidak kalah cerdiknya dengan jawaban filosofis yang mengatakan
bahwa: Tuhan memang tidak bermain dadu, tetapi kadang-kadang Dia melemparkan
dadu ke tempat yang tidak kita ketahui.
Pemikiran-pemikiran Bohr yang ditulis dalam bentuk
esai-esai yang ditulis antara tahun 1932 sampai 1962 dapat dibaca pada dua buah buku terbitan John
Wiley and Sons berjudul Atomic Physics and Human Knowledge dan Essays
1958-1962 on Atomic Physics and Human Knowledge. Selama hidupnya, Bohr menulis dan
mempublikasikan lebih kurang 115 karya ilmiah.
Pada masa tuanya, Bohr mempelajari biologi molekuler dan sempat menulis
makalah dalam bidang biologi molekuler (tidak selesai) berjudul "Licht und
Leben-noch einmal", yang dipublikasikan di jurnal Naturwiss., 50
(1963) 72.
Mekanika (fisika) kuantum yang dikembangkan Bohr dan
penerusnya beserta teori relativitas Einstein kemudian melahirkan Teori Medan
Kuantum. Teori medan kuantum sebagai
landasan untuk pengembangan Elektrodinamika Kuantum dan Kromodinamika Kuantum. Pada tataran teoretis, fisika saat ini sudah
jauh berada di garis depan lingkaran perkembangan ilmu pengetahuan dengan
berbagai teori-teori unifikasi yang ditujukan untuk memahami dan memadukan
keempat interaksi pokok yang ada di alam semesta yaitu interaksi gravitasional,
interaksi lemah, interaksi kuat, dan interaksi elektromagnetik berikut dengan
berbagai kemungkinan pengembangan fisika baru serta aplikasinya dalam
kehidupan.
Teori atom Bohr merupakan salah satu kunci yang membuka
perkembangan penelitian dan aplikasi fisika seperti yang kita jumpai sekarang
ini termasuk pemahaman cahaya dan
aplikasinya khususnya cahaya yang dibangkitkan dengan cara eksitasi/deeksitasi
orbit elektron. Konsep eksitasi dan deksitasi orbit elektron dalam
atom itu dikembangkan ke eksitasi/deeksitasi atom yang menghasilkan LASER. Dengan bantuan Mekanika Kuantum konsep dan
pemahaman terhadap Semikonduktor dan Teknologi Semikonduktor semakin berkembang
sehingga dapat menghasilkan berbagai Teknologi Elektronika dan Informasi
termasuk LED (Light Emitting Diode). Mengenang kembali sejenak sumbangan pemikiran Bohr dalam fisika dan
filsafat yang sangat cemerlang tersebut di Tahun Cahaya dan Teknologi berbasiskan Cahaya 2015 ini merupakan suatu
bentuk penghargaan kita terhadap seorang fisikawan besar sekaligus filsuf bernama Niels Bohr yang telah memberikan kontribusi luarbiasa untuk
kesejahteraan umat manusia.
Asan Damanik dosen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma (USD) Yogyakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar