Origami DNA melebar

Susunan dua dimensi 5×5 yang dihasilkan oleh tim ini menggunakan keramik sebagai stapel yang menggulung.

Para peneliti Amerika Serikat telah menemukan suatu cara dalam memberi skala pada origami DNA kedalam struktur yang lebih besar sekali dengan menggunakan ‘keramik’ dan disamping ‘staples’ dalam menempelkan mereka di tempatnya. Pemberiaan skala sangatlah krusial untuk pengembangan lebih lanjut dari origami DNA, yang mempunyai potensi besar dalam menyediakan akses murah terhadap strukturnano yang rumit.

Pada awalnya, ini dikembangkan oleh Paul Rothemund pada California Institute of Technology, Amerika Serikat, origami DNA terbuat dari regangan yang panjang dari viral DNA. Untuk melipatnya, potongan kecil dari ‘penolong’ DNA digunakan – yang di pra-kodekan untuk dihibungkan, (melalui pasangan dasar Watson-Crick), pada titik khusus pada regangannya. Hal tersebut dapat dikonfigurasikan untuk menmbalikkan regangan DNA kedepan dan ke belakang, yang akan menghasilkan suatu pola.

‘Salah satu batasan praktis origami DNA adalah masalah ukuran,’ Rothemund mengatakan pada Chemistry World. ‘Kita telah terbatas pada struktur 2D yang sangat kasar dengan ukuran 100nm, karena panjangnya regangan menggulung yang digunakan. Alasannya adalah karena hal ini sulit untuk mendapatkan gulungan regangan tunggal panjang yang lebih panjang dari pada sekitar 7000-8000 nukleotida, sangat murah dan hasilnya tinggi.’

Sekarang ini, Hao Yan dan Yan Liu pada Arizona State University telah mengembangkan suatu cara untuk membuat origami DNA empat kali ukuran dari apa yang diperoleh dengan menggunakan teknik Rothemund. Disamping dengan menggunakan banyak sekali regangan pendek DNA menempelkan DNA bersama-sama, tim ini disamping menggunakan keramik persegi – masing-masing juga terbuat dari origami DNA. Sebagai bukti konsep ini, tim ini memproduksi ‘batu bata’ yang berukuran 5×5 dan 7×8 susunan keramiknya, mencapai ukuran sampai 200nm.

‘Apapun ukuran yang kita peroleh dengan teknik dasar, teknik Yan dan Liu kelihatannya memberikan kita suatu faktor skala ekstra,’ kata Rothemund. ‘Sangat penting sekali, meningkatnya ukuran ini akan memberikan kita jangkauan maha karya optikal lithografi, yang akan memungkinkan kita untuk memulai mengerjakan penggunaan proses ini.’

William Shih, yang mengerjakan origami DNA pada Harvard University, Amerika Serikat, juga terkesan oleh pekerjaan ini. ‘Saya pikir hal ini merupakan ide yang luar biasa, dan Saya yakin bahwa suatu pendekatan penempelan hirarikral akan memainkan suatu kunci penting dalam memungkinkan kita untuk membangun peralatan kompleks yang meningkat pada skala nano,’ katanya. ‘Salah satu aplikasi kemungkinan merupakan nano-breadboard dalam perakitan sirkuit skala nano.’

Lewis Brindley

Referensi

Z Zhao, H Yan and Y Liu, Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI: 10.1002/anie.200906225

Matematika dan Bilangan Prima

Bilangan prima adalah dasar dari matematika, termasuk salah satu misteri alam semesta. Tidak pernah terbayangkan oleh manusia sebelumnya, sampai ditemukan bahwa bilangan prima juga merupakan dasar dari kehidupan alam, yang dengan usaha keras ingin dijelaskan oleh ilmu ini dalam sains. Pandangan orang umumnya mengatakan bahwa matematika hanyalah penemuan manusia biasa. Sebaliknya, beberapa pemikir masa lalu - Pythagoras, Plato, Cusanus, Kepler, Leibnitz, Newton, Euler, Gauss, termasuk para revolusioner abad ke-20, Planck, Einstein dan Sommerffeld - yakin bahwa keberadaan angka dan bentuk geometris merupakan konsep alam semesta dan konsep yang bebas (independent). Galileo sendiri beranggapan bahwa matematika adalah bahasa Tuhan ketika menulis alam semesta.

Bilangan Prima dan Rencana Penciptaan

Salah satu teka-teki lama yang belum sepenuhnya terpecahkan adalah bilangan prima. Bilangan prima adalah bilangan yang hanya dapat habis dibagi oleh bilangan itu sendiri dan angka 1. Angka 12 bukan merupakan bilangan prima, karena dapat habis dibagi oleh angka lainnya 2, 3, dan 4. Bilangan prima adalah 2, 3, 5, 7, 11, 13, .... dan seterusnya. Banyak bilangan prima tidak terhingga. Tidak peduli berapa banyak kita menghitung, pasti kita akan menemukan bilangan prima, walaupun mungkin makin jarang_ Hal ini menjadi teka-teki kita, jika kita ingat bilangan ini tidak dapat dibagi oleh angka lainnya. Salah satu hal yang menakjubkan, dalam era komputer kita memberikan kodetifikasi semua hal yang penting dan rahasia, di bank, asuransi, dan perhitungan-perhitungan peluru kendali, security system dengan enkripsi, dalam angka jutaan bilangan-bilangan yang tidak habis dibagi oleh angka lainnya. Ini diperlukan karena dengan penggunaan angka lain, kodetifikasi tadi dapat dengan mudah ditembus.

Fenomena inilah yang ditemukan ilmuwan dari Duesseldorf (Dr. Plichta), sehubungan dengan penciptaan alam, yaitu distribusi misterius bilangan prima. Para ilmuwan sudah lama percaya bahwa bilangan prima adalah bahasa universal yang dapat dimengerti oleh semua makhluk (spesies) berintelegensia tinggi, sebagai komunikasi dasar antarmereka. Bahasa ini penuh misteri karena berhubungan dengan perencanaan universal kosmos.

Bilangan lain yang perlu diketahui adalah sisa dari bilangan prima, yakni bilangan komposit, kecuali angka 1, yaitu 4, 6, 8, 9,10,12,14,15, .... dan seterusnya. Dengan kata lain, bilangan komposit adalah bilangan yang terdiri dari minimal dua faktor prima. Misalnya :

6 = 2 x 3 = 2 . 3
30 = 2 x 3 x 5 = 2 . 3 . 5
85 = 5 x 17 = 5 . 17

Selain itu, dikenal pula bilangan khusus, yang disebut prima kembar, yaitu bilangan prima yang angkanya berdekatan dengan selisih 2. Misalnya :

(3,5)
(5,7)
(11,13)
(17,19)

dan seterusnya.

Mayoritas ahli astrofisika juga percaya bahwa di alam semesta terdapat "kode kosmos" atau yang disebut cosmic code based on this order, yang dikenal juga sebagai Theory of Everything (TOE), yang artinya terdapat konstanta-konstanta alam semesta yang saling berhubungan berdasarkan perintah pendesain. Sekali perintah tersebut dapat dipecahkan, maka hal ini akan membuka pandangan sains lainnya yang berhubungan.

Spektroskopi Gamma

Sinar gamma sebenarnya hampir sama dengan sinar X , hanya saja sinar X lebih lemah. Sinar gamma ini dihasilkan oleh suatu bahan radioaktif. Sinar gamma adalah termasuk sinar yang tidak dapat dilihat oleh mata, untuk itu perlu adanya detektor. Detektor yang digunakan adalah NaI (Tl), detektor ini juga digunakan untuk sinar x, hanya saja detektor untuk gamma lebih tebal sedikit. Cara kerja dari detektor ini adalah sebagai berikut :

Apabila sinar gamma mengenai detektor NaI(Tl) maka akan terjadi tiga efek, yaitu efek fotolistrik, efek compton dan bentukan pasangan. Efek fotolistrik terjadi apabila ada sinar gamma yang mengenai elektron d kulit K dari sebuah atom maka elektron tersebut akan kosong sehingga akan diisi oleh elektron dari kulit yang lain, transisi ini yang menyebabkan terjadinya efek fotolistrik. Efek compton adalah efek yang terjadi apabila sinar gamma (dalam hal ini) mengenai elektron bebas atau elektron terluar dari suatu atom yang dianggap daya ikatnya sangatlah kecil sehingga sama dengan elektron bebas. Apabila sinar gamma memancar ke elektron bebas ini maka akan terjadi hamburan, yang disebut hamburan compton. Sedangkan Efek bentukan pasangan terjadi ketika sinar gamma melaju di dekat inti atom sehingga akan terbentuk pasangan positron dan elektron, syaratnya tenaga sinar haruslah cukup.

Dari ketiga efek tersebut, efek comptonlah yang paling kuat hal ini diakibatkan karena tenaga yang digunakan untuk melepas elektron juga yang lebih besar. Dan dari ketiga efek tersebut menghasilkan sintilasi atau pancaran cahaya, pancaran cahaya ini akan diteruskan ke fotokatoda yang dapat menguraikan cahaya ini menjadi elektron -elektron. Elektron ini masih lemah maka harus dikuatkan lagi dayanya oleh pre amplifier, dan dikuatkan tinggi pulsa dengan amplifier. Lalu elektron tadi dimasukkan ke PMT yang terdiri dari tegangan bertingkat dan banyak katoda, keluaran dari PMT menjadi berganda. Kemudian melalui counter nilai cacahnya dapat diketahui.

Yang perlu diketahui bahwa dalam spektroskopi gamma juga dicari resolusi tenaganya. Ternyata semakin kecil resolusinya semakin bagus data yang diperoleh, semakin besar resolusinya maka semakin tidak valid data yang diperoleh. Pola berfikirnya adalah sebagai berikut : dari data cacah nanti akan dapat dibuat grafik, dari grafik itu akan terlihat puncak-puncak gunung. Apabila resolusinya besar maka bisa saja didapat satu puncak gunung, eh ternyata didalamnya banyak punca-puncak yang tidak terbaca. Berarti resolusi besar belum tentu baik lho.

Sumber: Ortec dan berbagai sumber.

Terkaan Maldacena, Batu Rosetta dalam hep-th

Judul diatas mengindikasikan bahwa terkaan Maldacena (Maldacena conjecture) merupakan sebuah penemuan sangat penting dalam perkembangan fisika energi tinggi teoretis (high energy physics-theory, hep-th, istilah lazim dalam xxx.lanl.gov). Ibarat ditemukannya batu Rosetta yang menyibak rahasia abjad kuno Mesir, terkaan Maldacena menghubungkan dua teori yang selama ini seolah terpisah, teori gauge/medan dan teori string. Dalam artikel ini, saya ingin memperkenalkan pencetus terkaan ini dan salah satu ahli teori string terkemuka saat ini, Juan Maldacena, beserta karya yang membuat namanya melambung sekitar 10 tahun yang lalu, AdS/CFT correspondence yang merupakan nama umum dari terkaan Maldacena.

Berdasarkan filsafat positif, ada baiknya jika saya perkenalkan sedikit tentang sosok Maldacena (lebih jauh dapat ditelusuri via google), kemudian gambaran umum tentang karyanya. Dr. Juan M. Maldacena, ini dia jagoan yang pantas ditiru. Lahir di sebuah negara berkembang (1) seperti Indonesia, yaitu Argentina, 10 September 1968, yang mana ayahnya adalah seorang insinyur, namun kelak dia mampu meraih posisi cemerlang dengan menjadi profesor fisika penuh di Universitas Harvard pada usia 31 tahun, meskipun ia baru saja meraih gelar doktornya dari Princeton 3 tahun sebelumnya. Hal ini dimungkinkan karena ia memang berhasil menemukan sesuatu yang ‘menggemparkan’ komunitas fisika teori energi tinggi saat itu, sekitar tahun 1997-1998. Seorang muda asal Argentina, mampu menembus penghalang dan tantangan yang ada, akhirnya mampu menorehkan namanya dalam catatan sejarah sebagai ilmuwan kelas satu.

Dari masa SMU nya, Dr. Maldacena memang mulai senang akan fisika. Awalnya bahkan ia tidak tahu fisika itu apa. Yang ia tahu hanyalah teknik, karena ayahnya adalah seorang insinyur. Selepas SMU, karena ingin tahu lebih jauh tentang fisika, ia masuk Universitas Buenos Aires tahun 1985, dan mulai saat itu ia semakin tertarik untuk belajar fisika. Gelar Licenciatura, setara dengan Master (S2) diperolehnya dari Instituto Balseiro, Universidad de Cuyo, Bariloche, Argentina, tahun 1991. Kemudian, ia berangkat ke Amerika tahun 1992 dan pada tahun 1996 ia memperoleh gelar doktor dari Universitas Princeton, di bawah bimbingan seorang fisikawan teoretis yang juga terkenal, Dr. Curtis Callan. Selesai dari Universitas Princeton, untuk sementara ia bekerja di Universitas Rutgers, sebagai peneliti post-doktoral, lalu ia bekerja di Universitas Harvard sebagai profesor tamu. Proses peningkatan karir yang sangat cepat ini dikarenakan beberapa temuan teoretisnya mengenai penjelasan dari teori string tentang lubang hitam (untuk karya ini ia banyak mengalahkan ahli-ahli senior lain di seluruh dunia yang berusaha menjelaskan hal yang sama), dan puncaknya untuk makalahnya yang diterbitkan di ‘Adv. Theor. Math. Phys. 2:231-252, 1998’ yang berjudul The Large N limit of superconformal field theories and supergravity atau popular dikenal dengan cikal-bakal istilah AdS/CFT correspondence.

Subjek AdS/CFT correspondence ini menteorikan adanya kaitan teori string (yang ada saat itu dikenal barulah sebuah ‘permainan’ matematis tentang teori fisika paling fundamental) dengan teori gauge yang telah banyak diaplikasikan untuk partikel (teori fisika yang realistik), sehingga para ahli teori string saat itu semakin optimis bahwa teori string mendekati kebenaran meskipun masih jauh untuk dapat dibuktikan secara percoabaan. Namun demikian, nama Dr. Maldacena menjadi harum, dan pada tahun 2001, ia ditunjuk menjadi profesor fisika di School of Natural Sciences, IAS, Princeton, di tempat yang sama dengan Dr. Witten. Institusi ini merupakan institutsi riset teori terbaik di dunia dengan penggajian para peneltiti di dalamnya (termasuk profesornya) yang sangat besar. Sebuah angka yang besar sehingga peneliti di dalamnya dapat berpikir dengan tenang tanpa harus khawatir akan nafkah hidup, bahkan tidak perlu memberikan kuliah. Posisi ini dapat dikatakan sebagai posisi impian sebagian besar (ada juga yang menolaknya, misalkan Richard Feynman) peneliti teori di dunia ini. Meskipun Dr. Maldacena dikenal luas oleh komunitas fisika teori dunia, rekan kerjanya di Harvard yang juga profesor ahli teori string, Dr. Cumrun Vafa pernah memberi gambaran demikian untuknya “Dia (Dr. Maldacena) adalah seorang fisikawan yang sangat rendah hati dan cemerlang”. Hal ini ditimpali oleh Dr. Andrew Strominger yang juga terkenal dan banyak bekerja sama dengan Dr. Maldacena, mengatakan ”kerendah hatiannya tidak biasa untuk orang secemerlang dia”. Luar biasa… (-Anto-) AdS/CFT (2) Correspondence (3)

Penjelasan mikro tentang alam sebagaimana yang dimengerti saat ini dan didukung oleh eksperimen mengandung Teori Medan Quantum (misalkan elektrodinamika kuantum, menggabungkan kuantum dan elektrodinamika. Konsep fungsi gelombang pada teori kuantum digabungkan dengan medan gauge [nonabelian] yang merupakan besaran dinamik dari medan listrik dan magnet). Semua partikel merupakan ekstitasi dari beberapa medan. Partikel-partikel ini adalah berupa titik dan mereka berinteraksi secara local (posisi menentukan kekuatan interaksi) dengan partikel lain. Meskipun Teori Medan Quantum menjelaskan alam ini pada jarak yang dapat kita amati di eksperimen, ada interaksi kuat yang melibatkan elemen-elemen baru pada jarak sangat pendek (energi sangat tinggi, karena untuk menguraikan materi untuk ukuran yang semakin kecil, dibutuhkan energi yang makin besar), jarak dalam orde skala Planck. Alasan mengapa demikian, yaitu pada jarak ini, efek gravitasi kuantum menjadi signifikan. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah teori gravitasi kuantum yang valid. Namun sampai sekarang belum dapat ditemukan sebuah teori kuantum gravitasi yang memilki perumusan seperti teori interaksi dasar yang lain, seperti quantum electrodynamics (qed) atau quantum chromodynamics (qcd). Perumusan yang luas dipakai untuk teori-teori ini dapat dikenali dengan digunakan diagram Feynman (representasi dari pendekatan perturbasi interaksi partikel elementer).

Namun demikian, seseorang dapat membangun sebuah teori gravitasi kuantum yang konsisten dengan membuang konsep partikel titik sebagai partikel fundamental, dan mengantikannya dengan objek satu dimensi atau tali, atau kerennya disebut string. String ini dapat berosilasi, oleh karena itu akan ada spektrum energi, atau massa. String yang berosilasi terlokalisasi, yang mana bagi pengamat dalam energi rendah (misalkan laboratorium penumbuk dengan energi kecil) akan memandangnya seperti objek berdimensi nol saja, alias partikel titik. Praktis, dari sebuah string yang berosilasi (dengan banyak modus osilasi yang mungkin), maka akan dapat menggambarkan sangat banyak pertikel-pertikel, yang diteorikan tergantung dari keadaaan osilasinya (state). Semua teori string mengandung partikel dengan massa nol dan spin-2 (dalam pendekatan ala qed/qcd merupakan sifat dari graviton sebagai analogi foton atau gluon). Agar lebih jelas, mungkin sebagian pembaca cukup familiar dengan teori relativitas umum Einstein, yang mana besaran dinamik yang hendak dicari solusinya dari persamaan terkait yaitu tensor metrik yang merupakan tensor rank-2. Apabila teori Einstein ini dibawa ke dalam baju ala qed/qcd, maka tensor metrik ini direpresentasikan dengan medan dengan 2 indeks tensor dan memiliki spin-2, massless (graviton). Analoginya yaitu medan foton dengan indeks tensor 1 buah saja, yaitu medan dengan spin-1 yang juga massless. Sayangnya teori string tidak dapat ‘hidup’ dalam sembarang jumlah dimensi ruang. Misalkan saja, versi Bosonic dapat hanya hidup dalam 26 ruang, lalu versi super(symmetric)string di 10 dimensi. Tentu saja gambaran ruang banyak ini tidak mudah untuk divisualisasikan. Coba anda bayangkan 26 buah ruas garis yang saling orthogonal satu dengan yang lain. Kalau Cuma tiga ya gampang.

Namun apapun permasalahan yang dihadapi dalam realita dimensi banyak, jika kita harus menanganinya secara aljabar, maka persoalannya jadi lebih sederhana. Ibaratnya, tinggal menambahkan saja huruf-huruf dengan pangkat dua dalam rumusan Phytagoras. Nah, jika seorang ahli teori ditanyakan kenapa dimensi di alam nyata hanya ada 4 (3 spasial+1 waktu), maka ia akan menjawab:’Ooo, yang lebihnya ter(4)kompaktifikasi, yaitu dimensi-dimensi lebih ini tergulung menjadi objek manifold yang kompak dengan radius sangat-sangat kecil, sehingga praktis tidak dapat diamati dalam energi rendah –kehidupan keseharian kita-’. Apakah argumen ini benar? Perlu dibuktikan, namun yang frontal membuktikan salah juga belum ada jadi kita terima saja serambi mungkin nanti ada yang dapat membuktikannya salah. Namun, demikian sebelum melangkah lebih jauh, perlu kita ingat bahwa teori string pertama kali dibangun oleh para pendirinya dalam usaha untuk menjelaskan melimpahnya data hadron dan meson pada tahun 1960an. Idenya, masing-masing partikel tersebut adalah wujud dari string yang berosilasi pada keadaan berbeda-beda. Ibarat gitar, tekanan jari pada tiap string pada freet yang berbeda akan menghasilkan bunyi yang berbeda. QCD merupakan sebuah teori gauge dengan grup simetri SU(3) (5). QCD memiliki sifat kebebasan asimptotik, yaitu pada energi tinggi, konstanta kopling (interaksi) nya menjadi kecil sehingga perhitungan terkait dapat dilakukan relatif mudah. Dalam energi rendah, konstanta kopling ini menjadi besar, sehinga perhitungan yang umumnya bersifat perturbatif tidak dapat dilakukan, jadinya lebih rumit. Perhitungan analitis dalam energi rendah sangatlah susah, oleh karena itu para ahli beralih ke metode numerik, yaitu perhitungan dengan metode kisi, dimana ruang-waktu dimana hadron dianalisa dipotong-potong menjadi persegi-persegi kecil, menggantikan penanganan dimana ruang-waktu adalah kontinuum.

Lalu dalam perkembangannya, ‘t Hooft (konon, fisikawan teori peraih Nobel asal Belanda ini tahu dengan salah satu mantan fisikawan teoretis ITB, (alm.) Hans J. Wospakrik) mengusulkan bahwa theory QCD akan lebih sederhana apabila jumlah ‘warna’ Nc adalah besar (tahun 1974). Menariknya, kemudian ditemukan bahwa ekspansi diagramatik dari teori medan mengindikasikan bahwa teori dengan N yang besar adalah teori string yang bebas (6) dan konstanta kopling string ini adalah 1/N. Dalam hal ini telah ada petunjuk yang mengarah kepada alasan mengapa pada awalnya teori string sepertinya dapat menjelaskan spektrum massa dan momentum sudut dari hadron. Lebih jelasnya lagi, dalam kondisi jumlah N yang besar, teori gauge memiliki keterkaitan dengan teori string. Menarik… Tidak heran, mengapa nantinya Maldacena 23 tahun kemudian menggunakan argumen ‘t Hooft ini. Namun demikian, salah satu sifat yang dimiliki teori gauge yang dapat diaplikasikan dalam realita yaitu kopling yang tidak tetap (running coupling), tepatnya pada QCD. Ingat bahwa teori ini memiliki kebebasan asimptotik, pada energi tinggi, koplingnya jadi kecil, energi rendah jadi besar.

Di lain pihak, dibutuhkan teori yang memiliki kopling yang tetap, atau canggihnya dia memiliki keinvarianan konformal (conformal field theory, CFT). Lalu seiring dengan banyaknya para ahli teori yang percaya bahwa alam ini memiliki sifat supersimetri (boson dan fermion terkait langsung dalam transformasi-transformasi yang menjaga sebuah teori invarian), maka contoh yang paling umum diambil dalam menggambarkan AdS/CFT adalah Teori Gauge (dengan simetri SU(N) atau U(N)) Supersimetrik dengan muatan-super (supercharges) yang dimiliki paling banyak yang mungkin dalam dalam 4 dimensi yaitu 4 buah (N=4). Singkatnya teori ini disebut N=4 SYM (7) dan mengandung bermacam-macam partikel/medan yaitu gluon-gluon (medan gauge), 4 buah medan fermion, dan 6 medan scalar dalam representasi adjoint dari grup gauge terkait. Grup konformal dalam 4 dimensi yaitu (8) SO(4,2) yaitu mengandung transformasi skala dan konformal spesial sebagai tambahan terhadap transformasi Poincare (Lorentz + translasi 4 dimensi). Sejauh ini mungkin sudah dapat dibayangkan bahwa yang dibahas dalam alinea ini hanyalah dari aspek teori medan (gauge) saja. Ada simetri SO(4,2) yang terkandung didalamnya.

Sekarang kita berpindah ke sisi teori string (gravitasi) yang terutama membahas dari sudut pandang ruang. Ruang yang mengandung simetri SO(4,2) adalah ruang Anti de Sitter (AdS) berdimensi 5. Ruang AdS merupakan solusi persamaan gravitasi Einstein dengan simetri maksimal dengan konstanta kosmologi negatif. Terkait sebelumnya teori gauge/medan yang dibahas memiliki supersimetri, maka teori string yang dipakai juga harus memiliki ini, dinamakan teori superstring. Nah, teori superstring hidup dalam 10 dimensi, artinya ada 5 lebih lagi ruang selain 5 dari AdS yang dibahas. Karena teori gauge yang kita gunakan memiliki simetri U(N), salah satunya yaitu U(4) yang aljabarnya mirip (isometri) dengan (9) SO(6), maka dapat disimpulkan bahwa dimensi berlebih ini berupa bola sangat-sangat kecil (hasil kompaktifikasi) berdimensi 5, S5, 5-sphere. Maka teori string yang kita bahas adalah superstring dengan background (10)(metrik)x AdS5xS5.

Saya pikir, sampai pada titik ini, para pembaca telah mendapat sense apa itu AdS/CFT (11). Lebih jauh, diharapkan dapat diambil manfaat praktis dari teori ini –AdS/CFT-. Misalkan dengan kopling 1/N dan N besar pada sisi superstring, yang tentu saja kondisi kopling lemah, perhitungan perturbatif dapat dilakukan, dan ini telah banyak dilakukan. Sementara, jumlah N besar mengakibatkan kopling kuat pada sisi teori gauge, artinya ini adalah daerah yang selama ini menjadi permasalahan oleh para fisikawan karena perhitungan menjadi rumit. Dengan kata lain, teori superstring (kopling lemah) dengan teori gauge (kopling kuat) dapat dikaitkan dengan kondisi tertentu.

Eksperimen seperti RHIC atau bahkan LHC dapat memberikan test terhadap teori gauge dalam kopling kuat. Tentu saja prediksi dari teri gauge sendiri untuk percobaan ini susah (tidak mungkin) dilakukan. Maka jika terkaan Maldacena benar, perhitungan dari sisi teori superstring sebagai pengganti teori gauge untuk kopling kuat akan memberikan prediksi yang baik. Kita tunggu saja dalam beberapa tahun ke depan. Para fisikawan teoretis sedang menjadikan topik ini sebagai salah satu yang terhangat saat ini. Sangat menarik…

Oleh : Haryanto M. Siahaan
Guru Fisika (tidak tetap), SMP St. Aloysius BN, Bandung

Antimateri

Materi adalah segala sesuatu yang telah kita kenal sebagai penyusun seluruh alam semesta ini, serta terbukti eksistensinya. Tetapi di samping materi sebagai penyusun alam, terdapat pula antimateri, yaitu sesuatu yang secara massa dan sifat-sifatnya mirip dengan materi sekawannya, tetapi berbeda muatan. Contohnya adalah positron, yang merupakan antimateri dari elektron. Yaitu partikel elektron bermuatan positif.

Suatu ketika, para ilmuwan menemukan berkas cahaya dan partikel yang menerpa bumi dari berbagai arah. Mereka yakin bahwa partikel tersebut bukanlah dari matahari, bintang, galaksi, ataupun benda angkasa lainnya. Mereka menduga partikel tersebut adalah jejak-jejak big bang yang tersisa. Setelah diteliti, mereka mendapatkan bahwa partikel tersebut adalah kembaran elektron, tetapi bermuatan positif. Mereka menyebutnya sebagai positron.

Pada hakikatnya materi tersusun atas fundamental elemen atau elemen dasar. Dan antimateri tersusun atas antipartikel dari partikel penyusun materi. Fundamental elemen bukanlah atom, karena atom masih dapat terbagi lagi. Bukan pula proton, elektron, maupun neutron. Karena ketiganya tersusun lagi oleh dua hal yang sejauh ini dianggap paling fundamental, yaitu apa yang disebut Quark dan Lepton.

Uniknya, antimateri tidak dapat berinteraksi langsung dengan materi, karena keduanya akan saling memusnahkan, sesuatu yang disebut Annihilation. Bahkan dengan udara (atau hiperbola apapun yang lebih halus dari itu). Einstein mengatakan bahwa materi adalah energi yang terperangkap. Dan energi itu dapat lepas ketika lapisan yang merangkapinya terbuka. Dengan bertemunya materi dan antimateri (plus-minus, saling melengkapi), lapisan pembungkusnya terbuka, dan energi keduanya terlepas keluar sebesar 100 persen. Tahu artinya? Tidak ada sisa pembakaran, tidak ada debu, tidak ada polusi. Sangat sempurna untuk bahan bakar paling lux dan futuristik. Tetapi sisi gelapnya adalah satu gram saja antimateri dapat menggantikan bom nuklir yang lebih hebat untuk kembali mengebom Hiroshima seperti dulu. Reaksi ini 1000 kali lebih besar daripada fisi nuklir dan 300 kali lebih dahsyat daripada fusi nuklir.

Carl Anderson pertama kali menemukan keberadaan antipartikel pada 1932, di Fermilab, Chicago, Amerika Serikat. Elektron positif dapat dideteksi dalam fluks radiasi kosmik pada permukaan bumi. Anderson menggunakan pengamat kamar buih yang disusun oleh hidrogen cair. Dia menembakan partikel bermuatan ke dalam bubble chamber berisi superheated liquid yang dikelilingi medan magnet. Bila ada suatu partikel bermuatan melewati hidrogen cair, maka atom-atom hidrogen yang dilewati akan terionisasi sehingga menimbulkan buih di sepanjang lintasannya. Jika buih itu disinari cahaya, kita dapat mengamati jejak-jejak yang ditimbulkan partikel bermuatan tadi. Melalui beberapa foto yang diambil, Anderson mengamati bahwa ada muatan yang massanya sama dengan elektron tetapi melengkung ke arah yang berlawanan. Elektron positif.

Jika alam semesta/universe terbentuk dari materi dan antimateri, maka secara logika perlu ruang kosong untuk memisahkan keduanya agar tidak saling menghilangkan. Ruang kosong itu kita sebut antiuniverse. Hingga pada suatu saat universe dan antiuniverse bertemu dan terjadi ledakan besar gamma. Ketika terjadi ledakan Big Bang, materi dan antimateri tercipta dalam keadaan seimbang. Tetapi kenyataanya adalah materi kita temukan jauh lebih banyak di sekitar kita daripada antimateri.

Hipotesis menyatakan bahwa bentukan alam semesta adalah dari broken assymetry (simetri yang terkoyak). Pada waktu kelahiran alam semesta besarnya suhu diperkirakan 1032 derajat kelvin dan segala sesuatu terdapat dalam bentuk radiasi. Pada waktu selanjutnya terjadi perusakan simetri yang menghasilkan massa. Materi yang terbentuk setelah big bang disebut spontaneous broken symmetry (perusakan simatri spontan). Saat big bang berlangsung, kelebihan materi sebesar 10 pangkat 8 atau 10 pangkat 9 x 99,999999 persen materi musnah bersama seluruh antimateri, sehingga 0,000001 persen materi yang menyusun jagad raya sekarang. Perkiraan perbandingan lainnya yaitu 30.000.0001 quark berbanding 30.000.000 antiquark. Namun, ada assymmetry baryon, yaitu asimetri antar baryon dan fermion terhadap antibaryon yang bereaksi kuat. Teori yang menjelaskan asimetri baryon ini disebut baryogenesis, dimana lahirnya bilangan baryon yang bukan nol. Hal ini terjadi saat tidak ada keseimbangan/out of equilibrium.

Sistem baru yang dapat mereplikasi dengan sendiri diatur oleh tenaga mekanika

Para ahli kimia dari Belanda dan Inggris telah menemukan sistem baru yang dapat mereplikasi dengan sendiri yang dipicu oleh tenaga mekanika. Sungguh membangkitkan minat sekali, tipe tenaga yang diterapkan pada sistem ini mendikte pola pereplikasian dengan sendiri. Pekerjaan ini dapat mempunyai implikasi bagi asal muasal kehidupan di Bumi.

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Sijbren Otto dari University of Groningen di Belanda, menyelidiki perakitan dengan sendiri rangkaian peptida pendek di larutan. Peptida tersebut mempunyai kelompok inti cincin phenyl yang memuat sepasang kelompok sulfida yang dapat mengunci beberapa molekul bersama-sama pada formasi cincin untuk membentuk makrosiklus dengan tiga sampai tujuh unit di setiap cincinnya. Para peneliti menemukan bahwa enam atau tujuh unit cincin dapat mengenali diri mereka sendiri dan perakitan dengan sendiri kedalam tumpukan pipa, yang membentuk serat panjang. Perakitan dengan sendiri ini menarik larutan keluar dari keseimbangan dan memperlakukan formasi enam atau tujuh unit cincin yang dihasilkan pada proses pereplikasian sendiri.

Bagaimanapun, muncul adanya teka-teki. ‘Pada akhirnya kita hanya mengaduk larutan kami, namun kita menemukan bahwa kita tidak mampu mereproduksi eksperimen kami,’ kata Otto. Kadang-kadang beberapa serat berisi enam unit cincin yang akan dibentuk, di lain waktu tujuh unit cincin – namun tidak pernah keduanya pada campuran yang sama. ‘Kita memutuskan pengadukan sangatlah sulit untuk dikontrol lalu kita mulai menggoyang-goyangkan larutan. Lalu kita menemukan bahwa kita hanya memproduksi serat-serat yang berisi enam unit makrosiklus tetapi bukannya heptamer.’

Hal ini secara efektif memecahkan teka-teki tersebut. Saat tim ini menguji keadaan pengadukan mereka mengetahui bahwa kadang-kadang botol labu ditempatkan disekeliling pelat pengadukan, menghasilkan jumlah agitasi tertentu. Saat pengadukan dikontrol dengan seksama, sampelnya memproduksi serat-serat yang berisi hanya heptamer saja.

‘Serat ini muncul pada ujung-ujung mereka, dan anda dapat membantu menumbuhkannya denagn menyediakan ujung-ujung lebih – dengan memecahkan strukturnya,’ kata Otto. Penggoyangan secara relatif gangguan yang halus dan memecah serat-serat yang sangat lemah secara inheren – pada kasus serat hexamer ini, jelas Otto. Hal ini mengarahkan pada serat hexamer lebih yang dihasilkan, menghasilkan heptamer apapun bagi blok pembangun. ‘Namun jika anda mengaduk campuran ini anda akan memecah kedua heptamer dan hexamer – lalu hal ini merupakan masalah dimana satunya tumbuh lebih cepat,’ kata Otto. ‘Heptamer melakukannya dabn keluar sebagai pemenang.’

Otto mengatakan bahwa sistem mereka mendemonstrasikan kedua perakitan dan pereplikasian dengan sendirinya, membawa sistem pereplikasian dengan sendiri yag palsu menuju tingkat kekompleksifitasan lebih tinggi dari pada yang biasanya dilihat.

Daniel Frankel, dari University of Newcastle di Inggris, menelit suatu cara dimana molekul prebiotic secara simultan dapat merakit dengan sendirinya guna membentuk penggerak kehidupan pertama kali di Bumi. ‘Kemugkinan tenaga mekanika yang sederhana sebagai tekanan seleksi evolusioner menganjurkan sebuah langkah yang masuk akal pada ilmu kimiawi prebiotic yang dapat membantu menjelaskan formasi biopolymers dan molekul kompleks pada ketiadaan beberapa enzim,’ katanya.

Aksi ganda terapi kanker

Para ilmuwan di Taiwan telah mendemonstrasikan suatu pendekatan yang lebih efektif untuk menyembuhkan kanker dengan menggunakan nanopartikel multifungsi. Beberapa partikel tersebut secara simultan menyerang tumor dengan kemoterapi dan terapi photothermal sama serta memungkinkan posisi mereka dan ukuranya untuk dipastikan.

Sementara nanopartikel metal telah ditunjukkan untuk membunuk sel tumor saat disinari dengan sinar dari laser, titik sinar laser yang ukurannya terbatas dapat berarti bahwa beberapa sel yang bersifat kanker dapat terlewatkan. Mengkombinasikan kemoterapi dengan phototerapi dapat menjadi pendekatan yang menjanjikan untuk mengatasi kerugian ini. Sekaranga, Chen-Sheng Yeh pada National Cheng Kung University, Tainan, dan para koleganya telah membuat nanopartikel yang mengantarkan obat antikanker Taxol dan juga berisi emas bagi phototerapi.

Beberapa nanopartikel yang mengandung Taxol (paclitaxel) bermuatan poly(lactic-co-asam glycolic) (PLGA) dikonjugasikan dengan nanopartikel besi oksida dan titik-titik kuantum yang memungkinkan pencitraan resonansi optikal dan magnetis nanopartikel in vivo. Nanopartikel dilapisi dengan nanorods emas yang menyerap dekat sinar infra merah dan mengubahnya menjadi panas guna meningkatkan phototerapi dan menghancurkan nanopartikel PLGA untuk melepaskan obat antikanker kapsul

‘Nanopartikel polymeric multifungsi ini secara simultan menyediakan pendeteksian, diagnosa, dan terapi pada nanopartikel tunggal untuk menigkatkan penyembuhan terapis,’ kata Yeh. Tikus yang disembuhkan dengan kemoterapi dan pengjancuran photothermal melalui nanopartikel tetap hidup setelah dua bulan dan tumor mereka baik menurun sepenuhnya atau menunjukkan tidak adanya tanda pertumbuhan kembali setelah terapi, tambahnya. Dengan hanya melepaskan obat antikanker pada lokasi tumor, efek samping kemoterapi yang tidak mengenakkan dapat juga dikurangi.

‘Dengan mengkombinasikan kedua teknik pembunuhan sel tersebut nanopartikel jauh lebih efektif pada pembunuhan sel kanker,’ kata Richard Tilley, seorang ahli dalam nanomaterial pada Victoria University of Wellington, New Zealand.

‘Multifunngsionalitasnya merupakan pendekatan yang sangat baru dan unik yang akan mengantarkan pada suatu cara yang paling cerdik untuk mengobati kanker ini,’ tambahnya.

Nanopartikel tersebut dapat menyediakan suatu landasan medis yang menyeluruh, tambah Yeh dan mengatakan bahwa dia berharap yang dapat mengarahkan pada ‘operasi penyerbuan pada pasien yang akan dihindari pada masa mendatang.’

Leanne Marle

2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA) sebagai agen khelasi

Khelasi (Chelation), berasal dari bahasa Yunani chele yang berarti sepit, merujuk kepada tangan kepiting atau kalajengking. Khelasi merupakan suatu proses reversible pembentukan ikatan dari suatu ligan, yang disebut khelator atau agen khelasi, dengan suatu ion logam membentuk suatu komplek metal yang disebut khelat. Tipe ikatan yan terbentuk dapat berupa ikatan kovalen atau ikatan kovalen koordinasi.

Terapi khelasi merupakan suatu metoda yang digunakan dalam mengatasi keracunan logam berat seperti merkuri. Dalam metoda ini digunakan senyawa organik tertentu yang dapat mengikat merkuri dan mengeluarkannya dari dalam tubuh manusia. Senyawa tersebut memiliki gugus atom dengan pasangan elektron bebas, elektron tersebut akan digunakan dalam pembentukan ikatan dengan merkuri. Beberapa senyawa organik yang bisa digunakan sebagai khelator adalah dimercaprol, 2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA).

2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA) merupakan senyawa organik larut dalam air, yang mengandung dua gugus tiol (-SH). DMSA merupakan khelator yang efektif dan aman digunakan dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Senyawa ini telah digunakan dalam penanganan keracunan merkuri sejak tahun 1950-an di Jepang, Rusia dan Republik Rakyat China, dan sejak tahun 1970-an digunakan di Eropa dan Amerika Serikat.

Senyawa 2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA)
Senyawa organik yang dikenal juga dengan nama dagang chemet ini merupakan khelator yang efektif dalam penanganan keracunan logam berat seperti timbal, arsen dan merkuri. Serangkaian penelitian menunjukkan bahwa DMSA mampu mengeluarkan 65 % merkuri dari dalam tubuh manusia dalam selang waktu tiga jam (Patrick : 2002)

DMSA relatif aman digunakan sebagai khelator. Pada manusia normal, manusia, yang tidak terkontaminasi merkuri, 90 % DMSA yang diabsorbsi tubuh, diekskresikan melalui urin dalam bentuk disulfida dengan gugus thiol sistein. Sedangkan sisanya berada dalam bentuk bebas atau tanpa ikatan dengan gugus lain.

Dalam upaya mempercepat proses pengeluaran merkuri dalam tubuh manusia, DMSA dapat digunakan bersamaan dengan khelator lain seperti ALA (Alpha Lipoic Acid). DMSA juga dapat digunakan bersamaan dengan anti oksidan, seperti vitamin E dan vitamin C, dalam upaya mengurangi gangguan kesehatan sebagai akibat pembentukan radikal bebas oleh merkuri (Patrick : 2003)

Referensi
Miller, Alan L. 1998, Dimercaptosuccinic Acid (DMSA), A Non-toxic, Water-Soluble Treatment for Heavy Metal Toxicity. Alternative Medicine Review vol 3 (3) 199-207.
Patrick, Lyn. 2002, Mercury Toxicity and Anti Oksidant: part I: Role Of Gluthatione And Alpha-Lipoic Acid in The Treatment of Mercury Toxicity. Alternative Medicine Review Vol 7 (6) 456-471.
Patrick, Lyn. 2003, Toxic metal and antioksidants: part II. The Role of Antioxidants in arsenic and cadmium Toxicity. Alternative Medicine Review Vol 8 (2) 106.

Pentingnya Menggosok Gigi

Bangun tidur ku terus mandi
Tidak lupa menggosok gigi
Habis mandi ku tolong ibu
Membersihkan tempat tidur ku

Lirik lagu di atas mungkin sangat familiar bagi kita di masa kanak-kanak. Di balik lirik syairnya yang sederhana dan mudah dihafal ternyata ada penjelasan ilmiah yang perlu kita perhatikan. Lirik kedua “tidak lupa menggosok gigi” mengingatkan kita bagaimana pentingnya menggosok gigi. Bahkan Ikatan Dokter Gigi Indonesia (IDGI) menyarankan untuk menggosok gigi sekurang-kurangnya dua kali sekali. Ada apakah gerangan? Berikut adalah penjelasan sederhana kenapa kita mesti menggosok gigi.

Air liur (secara ilmiah disebut dengan saliva) mengandung lebih dari seratus milyar (108) bakteri per milimeternya. Dalam air liur juga mengandung lapisan tipis glikoprotein yang menempel pada enamel gigi, dan menjadi medium pertumbuhan bagi milyaran bakteri tersebut.

Di antara milyaran bakteri tersebut, Streptococccus mutans merupakan bakteri yang menyebabkan pembusukan dan menyebabkan lubang pada gigi. Bakteri ini menghasilkan suatu enzim khusus yang dikenal dengan glukosil transferase yang berkerja secara spesifik dalam penguraian sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa (sukrosa merupakan jenis gula yang kita konsumsi sehari-hari). Enzim ini selanjutnya akan merombak glukosa yang telah diuraikan tadi menjadi suatu polisakarida yang disebut dengan dextran. Plak gigi (dental plaque), atau disebut juga dengan karang gigi, merupakan sejumlah besar dextran yang menempel pada enamel gigi dan menjadi media pertumbuhan bagi berbagai jenis bakteri tersebut.

Pembentukan plak gigi ini merupakan langkah awal dalam proses pembusukan gigi. Hasil penguraian sukrosa yang kedua adalah fruktosa. Bakteri Lactobacillus bravis mengubah fruktosa menjadi asam laktat melalui serangkaian reaksi glikolisis dan fermentasi. Terbentuknya asam laktat akan menyebabkan penurunan pH pada permukaan gigi. Suasana asam ini menyebabkan kalsium dari enamel gigi akan terurai atau rusak.

Secara alamiah kita memproduksi 1 liter air liur setiap hari yang berguna mengurangi keasaman mulut. Akan tetapi, plak gigi yang terbentuk tidak bisa diuraikan oleh air liur tersebut. Plak gigi ini menahan keberadaan bakteri. Akibatnya asam laktat akan tetap terbentuk dan tetap akan merusak enamel gigi.

Menggosok gigi secara teratur dapat membantu mengurangi pembentukan plak gigi. Mengurangi konsumsi makanan dan minuman yang mengandung sukrosa juga merupakan langkah pencegahan kerusakan gigi. Kontrol kesehatan gigi secara berkala merupakan salah satu langkah menjaga kesehatan gigi. Agar kita dapat membantu ibu bukan hanya sekedar membersihkan tempat tidur lho...

Logo Biru, Hijau, dan K dalam Lingkaran Merah Pada Obat

Pernahkah anda memperhatikan logo obat yang ada di kemasan obat yang anda konsumsi atau anda beli? Perhatikan dengan seksama pada kemasan obat yang anda beli. Obat dapat dibagi menjadi 4 golongan yaitu :

1. Obat Bebas
Obat bebas adalah obat yang dijual bebas di pasaran dan dapat dibeli tanpa resep dokter. Tanda khusus pada kemasan dan etiket obat bebas adalah lingkaran hijau dengan garis tepi berwarna hitam. Contoh : Parasetamol.

2. Obat Bebas Terbatas
Obat bebas terbatas adalah obat yang sebenarnya termasuk obat keras tetapi masih dapat dijual atau dibeli bebas tanpa resep dokter, dan disertai dengan tanda peringatan. Tanda khusus pada kemasan dan etiket obat bebas terbatas adalah lingkaran biru dengan garis tepi berwarna hitam. Contoh : CTM.

3. Obat Keras dan Psikotropika
Obat keras adalah obat yang hanya dapat dibeli di apotek dengan resep dokter. Tanda khusus pada kemasan dan etiket adalah huruf K dalam lingkaran merah dengan garis tepi berwarna hitam. Contoh : Asam Mefenamat. Obat psikotropika adalah obat keras baik alamiah maupun sintetis bukan narkotik, yang berkhasiat psikoaktif melalui pengaruh selektif pada susunan saraf pusat yang menyebabkan perubahan khas pada aktivitas mental dan perilaku. Contoh : Diazepam, Phenobarbital.

4. Obat Narkotika
Obat narkotika adalah obat yang berasal dari tanaman atau bukan tanaman baik sintetis maupun semi sintetis yang dapat menyebabkan penurunan atau perubahan kesadaran, hilangnya rasa, mengurangi sampai menghilangkan rasa nyeri dan menimbulkan ketergantungan. Contoh : Morfin, Petidin.

Sebelum menggunakan obat, termasuk obat bebas dan bebas terbatas harus diketahui sifat dan cara pemakaiannya agar penggunaannya tepat dan aman. Informasi tersebut dapat diperbolehkan dari etiket atau brosur pada kemasan obat bebas dan bebas terbatas.

Antimateri

Materi adalah segala sesuatu yang telah kita kenal sebagai penyusun seluruh alam semesta ini, serta terbukti eksistensinya. Tetapi di samping materi sebagai penyusun alam, terdapat pula antimateri, yaitu sesuatu yang secara massa dan sifat-sifatnya mirip dengan materi sekawannya, tetapi berbeda muatan. Contohnya adalah positron, yang merupakan antimateri dari elektron. Yaitu partikel elektron bermuatan positif.

Suatu ketika, para ilmuwan menemukan berkas cahaya dan partikel yang menerpa bumi dari berbagai arah. Mereka yakin bahwa partikel tersebut bukanlah dari matahari, bintang, galaksi, ataupun benda angkasa lainnya. Mereka menduga partikel tersebut adalah jejak-jejak big bang yang tersisa. Setelah diteliti, mereka mendapatkan bahwa partikel tersebut adalah kembaran elektron, tetapi bermuatan positif. Mereka menyebutnya sebagai positron.

Pada hakikatnya materi tersusun atas fundamental elemen atau elemen dasar. Dan antimateri tersusun atas antipartikel dari partikel penyusun materi. Fundamental elemen bukanlah atom, karena atom masih dapat terbagi lagi. Bukan pula proton, elektron, maupun neutron. Karena ketiganya tersusun lagi oleh dua hal yang sejauh ini dianggap paling fundamental, yaitu apa yang disebut Quark dan Lepton.

Uniknya, antimateri tidak dapat berinteraksi langsung dengan materi, karena keduanya akan saling memusnahkan, sesuatu yang disebut Annihilation. Bahkan dengan udara (atau hiperbola apapun yang lebih halus dari itu). Einstein mengatakan bahwa materi adalah energi yang terperangkap. Dan energi itu dapat lepas ketika lapisan yang merangkapinya terbuka. Dengan bertemunya materi dan antimateri (plus-minus, saling melengkapi), lapisan pembungkusnya terbuka, dan energi keduanya terlepas keluar sebesar 100 persen. Tahu artinya? Tidak ada sisa pembakaran, tidak ada debu, tidak ada polusi. Sangat sempurna untuk bahan bakar paling lux dan futuristik. Tetapi sisi gelapnya adalah satu gram saja antimateri dapat menggantikan bom nuklir yang lebih hebat untuk kembali mengebom Hiroshima seperti dulu. Reaksi ini 1000 kali lebih besar daripada fisi nuklir dan 300 kali lebih dahsyat daripada fusi nuklir.

Carl Anderson pertama kali menemukan keberadaan antipartikel pada 1932, di Fermilab, Chicago, Amerika Serikat. Elektron positif dapat dideteksi dalam fluks radiasi kosmik pada permukaan bumi. Anderson menggunakan pengamat kamar buih yang disusun oleh hidrogen cair. Dia menembakan partikel bermuatan ke dalam bubble chamber berisi superheated liquid yang dikelilingi medan magnet. Bila ada suatu partikel bermuatan melewati hidrogen cair, maka atom-atom hidrogen yang dilewati akan terionisasi sehingga menimbulkan buih di sepanjang lintasannya. Jika buih itu disinari cahaya, kita dapat mengamati jejak-jejak yang ditimbulkan partikel bermuatan tadi. Melalui beberapa foto yang diambil, Anderson mengamati bahwa ada muatan yang massanya sama dengan elektron tetapi melengkung ke arah yang berlawanan. Elektron positif.

Jika alam semesta/universe terbentuk dari materi dan antimateri, maka secara logika perlu ruang kosong untuk memisahkan keduanya agar tidak saling menghilangkan. Ruang kosong itu kita sebut antiuniverse. Hingga pada suatu saat universe dan antiuniverse bertemu dan terjadi ledakan besar gamma. Ketika terjadi ledakan Big Bang, materi dan antimateri tercipta dalam keadaan seimbang. Tetapi kenyataanya adalah materi kita temukan jauh lebih banyak di sekitar kita daripada antimateri.

Hipotesis menyatakan bahwa bentukan alam semesta adalah dari broken assymetry (simetri yang terkoyak). Pada waktu kelahiran alam semesta besarnya suhu diperkirakan 1032 derajat kelvin dan segala sesuatu terdapat dalam bentuk radiasi. Pada waktu selanjutnya terjadi perusakan simetri yang menghasilkan massa. Materi yang terbentuk setelah big bang disebut spontaneous broken symmetry (perusakan simatri spontan). Saat big bang berlangsung, kelebihan materi sebesar 10 pangkat 8 atau 10 pangkat 9 x 99,999999 persen materi musnah bersama seluruh antimateri, sehingga 0,000001 persen materi yang menyusun jagad raya sekarang. Perkiraan perbandingan lainnya yaitu 30.000.0001 quark berbanding 30.000.000 antiquark. Namun, ada assymmetry baryon, yaitu asimetri antar baryon dan fermion terhadap antibaryon yang bereaksi kuat. Teori yang menjelaskan asimetri baryon ini disebut baryogenesis, dimana lahirnya bilangan baryon yang bukan nol. Hal ini terjadi saat tidak ada keseimbangan/out of equilibrium.

PLTN Vs. Rokok

Majelis Ulama Indonesia baru-baru ini mengeluarkan fatwa penting mengenai haramnya merokok. Fatwa ini menimbulkan kontroversi banyak pihak, satu sisi mendukung tentang haramnya rokok dari sisi medis, sedangkan yang di seberang menolak karena memandangnya bahwa fatwa tersebut belum urgent dan bisa mengancam industri rokok yag ada di daerah dan tentu berpotensi menambah pengangguran terbuka yang ada di Indonesia.

Lain hal, LBM NU Jateng dan PCNU Jepara pada 1 September 2007. Mubahatsah atau pembahasan yang diikuti sekitar 100 kiai dari wilayah Jateng memutuskan bahwa PLTN Muria hukumnya haram, mengingat dampak negatifnya lebih besar daripada dampak positifnya.

Lalu apa hubungan antara rokok dengan PLTN diatas? Keduanya difatwakan haram oleh ulama, meskipun masih mengundang kontroversi. Terlepas dari fatwa para ulama tersebut, sekarang kita akan membandingkan tingkat bahaya antara rokok dengan PLTN dilihat dari radioaktifitasnya.

Jika kita merujuk data dari US Departmen of Health, Division of Radiation Protection yang dikeluarkan tahun 2002, sinar kosmis menghasilkan dosis 26 mrem/tahun. Radioisotop di permukaan bumi mengandung 29 mrem/tahun. Gas Radon di Atmosfer mengambil kontribusi sebesar 200mrem/tahun. Dalam tubuh manusia pun memancarkan radiasi (dari Karbon - 14 dan Kalium - 40 ) sebesar 40 mrem/tahun. Sinar X untuk diagnosa kesehatan memberikan andil 39 mrem/tahun. Sedangkan aktivitas kedokteran nuklir lainnya memberikan 14mrem/tahun. Instrumen elektronik seperti TV, komputer memberikan 11 mrem/tahun. Dan sisa ledakan nuklir (fall out), reaktor nuklir, pesawat terbang memberikan 1 mrem/tahun. Sehingga total dosis yang diterima tiap manusia di AS secara rata-rata adalah 361 person mrem/tahun atau 0,3 person rem/tahun (1 rem = 1.000 mrem). Hal ini dipenuhi dengan syarat yang bersangkutan tidak merokok.

Sebagai catatan, PLTN dengan daya 1.000 MWatt menghasilkan dosis radiasi mencapai 4,8 person rem/tahun. Namun pemerintah AS membatasi agar pekerja PLTN dan sektor nuklir lainnya hanya menerima dosis maksimum sebesar 100 person mrem/tahun saja. Sementara dalam PLTU dengan daya 1.000 MWatt dengan tingkat radiasi 100 kali lebih besar (yakni 490 person rem/tahun), belum ditemui ada kebijakan yang sama.

Sedangkan untuk rokok ternyata diketahui mengandung Radioisotop Polonium-210. Ini akan menambahkan dosis ekivalen sebesar 29,1 person rem/tahun untuk manusia perokok. Dan akan didapatkan dalam jaringan epitel paru-parunya dosis sebesar 6,6 - 40 person rem/tahun. Sementara pada bronchiolus-nya sebesar 1,5 person rem/tahun.

Rokok ternyata tidak hanya mengandung polonium (210Po) namun juga timbal (210Pb), yang keduanya termasuk dalam kelompok radionuklida dengan toksik sangat tinggi. Po-210 adalah pemancar radiasi- α, sedangkan Pb-210 adalah pemancar radiasi-ß. Kedua jenis radiasi tersebut, terutama radiasi- α berpotensi untuk menimbulkan kerusakan sel tubuh apabila terhisap atau tertelan. Kejadian kanker paru pada perokok pun belakangan ditengarai lebih disebabkan oleh radiasi-α & bukan diakibatkan karena tar dalam tembakau.

Lalu, bagaimana bisa 210Po & 210Pb bisa sampai di rokok? Ternyata tanah, sebagai tempat tumbuh tanaman tembakau- bahan utama rokok, mengandung radium (226Ra). Radium ini adalah atom induk yang nantinya dapat meluruh dan dua di antara sekian banyak unsur luruhannya adalah 210Po & 210Pb. Melalui akar, 210Po & 210Pb pun terserap oleh tanaman tembakau. Hal ini bisa diperparah dengan penggunaan pupuk fosfat yang mengandung kedua unsur tersebut. Tentu saja ini menambah konsentrasi 210Po & 210Pb dalam tembakau.

Mekanisme lain dan yang utama, adalah lewat daun. Po-210 & Pb-210 terendapkan pada permukaan daun tembakau sebagai hasil luruh dari gas radon (222Rn) yang berasal dari kerak bumi & lolos ke atmosfer. Daun tembakau memiliki kemampuan tinggi untuk menahan & kemudian mengakumulasi 210Po & 210Pb karena adanya bulu-bulu tipis ~yang disebut trichomes~ di ujung-ujungnya.

Meski aktivitasnya cukup rendah (3 - 5 mili Becquerel/batang) - dibandingkan dengan ambang batas dosis mematikan Polonium-210 untuk manusia berbobot 80 kg yakni sebesar 148 juta Becquerel (4 mili Curie). Namun aktivitas merokok membuat Polonium-210 terhirup dan terdepositkan ke dalam paru-paru tanpa bisa diekskresikan secara langsung oleh tubuh mengingat sifatnya sebagai logam berat dan memiliki sifat kimiawi mirip Oksigen sehingga tidak bisa diikat oleh CO2 maupun ion HCO3- (kecuali ada perlakuan khusus dengan meminum pil EDTA misalnya, itupun diragukan apa bisa melakukan Polonium removal di paru-paru).

Jika diasumsikan perokok yang bersangkutan mengkonsumsi rata-rata 2 bungkus rokok/hari selama lima tahun tanpa terputus, akumulasi Polonium-210 nya sudah cukup mampu menghasilkan perubahan abnormal pada alvoeli. Dan jika konsumsi terus berlanjut tanpa terputus, maka dalam masa 10 - 15 tahun sejak awal menjadi perokok, perokok yang bersangkutan sudah sangat berpotensi menderita kanker paru-paru, seperti nampak pada penelitian di Brazil (berdasarkan tembakau setempat). Jika konsumsi dikurangi menjadi 1 bungkus rokok/hari tanpa terputus, maka baru dalam 25 - 30 tahun kemudian potensi menderita kanker paru-paru mulai muncul.

Jadi jika pekerja sektor nuklir mendapatkan radiasi 100 person mrem/tahun. Mereka yang bekerja di PLTU dan mereka yang merokok menerima paparan radiasi berkali-kali lipat lebih besar. Jadi wajar saja jika banyak mereka yang mati karena radiasi akibat rokok atau PLTU dibanding para pekerja dalam sektor nuklir.

Dan jika kita ingin lebih ekstrim lagi, sebenarnya para warga Semenanjung Muria (Kudus -Pati - Jepara), dimana disana banyak terdapat industri rokok dan juga beberapa PLTU, sebenarnya sudah menkonsumsi radiasi jauh-jauh hari bahkan sebelum PLTN dibangun.

Dari Berbagai Sumber

Tembakau untuk Penderita Diabetes

Bidang pertanian saat ini menghasilkan perkembangan bioteknologi molekular yang pesat, yang dapat menawarkan cara yang lebih murah daripada pembuatan vaksin dan obat tradisional melalui pabrik. Para ilmuwan telah menemukan tembakau yang menyehatkan setelah memodifikasi faktor genetiknya. Tembakau ini dapat digunakan untuk mengobati diabetes tipe 1.

Peneliti Eropa mengatakan telah menghasilkan tembakau yang mengandung senyawa anti-inflamasi (anti-peradangan) yang disebut interleukin-10 (IL-10) yang dapat membantu pasien diabetes tipe 1 yang masih menggantungkan insulin. Sejumlah perusahaan kimia pertanian, termasuk Bayer dan Syngenta, telah mencari cara untuk membuat kompleks protein dalam tanaman obat-obatan, meskipun membutuhkan proses yang lambat.

Pada saat ini, kebanyakan obat-obatan dan vaksin diproduksi melalui kultur sel dan kultur jaringan. Namun, Mario Pezzotti dari Universitas Verona, yang memimpin studi tentang tembakau yang diterbitkan dalam jurnal BMC Biotechnology, percaya bahwa tembakau tumbuh lebih efisien semenjak tanaman dunia memiliki biaya rendah untuk menghasilkan protein obat.

Berbagai jenis tanaman telah dipelajari oleh sejumlah ilmuwan di seluruh dunia, tetapi tembakau merupakan tanaman yang paling digemari dalam hal riset. "Tembakau adalah tanaman yang fantastis karena mudah mentransformasi genetik dan dengan mudah dapat mempelajari seluruh tanaman dari satu sel," ungkap Pezzotti. Kelompoknya bekerja dan menaruh minat terhadap tembakau raksasa, yaitu Philip Morris, yang mendukung konferensi tanaman berbasis obat di Verona pada bulan Juni.

Pezzotti dan koleganya - yang menerima dana untuk penelitiannya dari Uni Eropa - sekarang berencana untuk megujicobakan tanaman tersebut ke tikus yang memiliki penyakit autoimmune untuk mengetahui responnya.

Selanjutnya, mereka ingin menguji apakah pengulangan dosis kecil dapat membantu mencegah penyakit kencing manis pada orang, ketika diberikan bersamaan dengan senyawa lain yaitu glutamic acid decarboxylase (GAD65), yang juga telah diproduksi di tanaman tembakau.

Diamyd, perusahaan bioteknologi di Swedia sudah menguji secara konvensional vaksin GAD65 terhadap penderita diabetes dalam masa uji coba klinis. Bidang pertanian molekuler belum menghasilkan produk komersial pertama, walaupun Israel Protalix BioTherapeutics telah melakukan uji klinis lanjutan pada enzim untuk pengobatan penyakit Gaucher yang dihasilkan melalui kultur sel wortel. Protalix rencana untuk mengirimkan obatnya untuk persetujuan dari Amerika Serikat dan Israel.

Mengenal Amylomyces rouxii

Indonesia dan negara-negara Asia terkenal dengan makanan yang diproduksi melalui fermentasi substrat padat yang mengandung pati dalam jumlah banyak. Contohnya adalah tape singkong dan tape ketan dari Indonesia, chiu-niang dari Cina, arak dari tape ketan dari Vietnam, dan lain-lain. Proses fermentasi tersebut menggunakan dua kelompok mikroorganisme yang memiliki peran berbeda-beda, kelompok pertama akan memecah pati menjadi glukosa, sedangkan kelompok kedua akan mengubah glukosa menjadi etanol. Mikroorganisme yang sering ditemui dan merupakan anggota kelompok pertama adalah Amylomyces rouxii (Nout 2007).

A. rouxii adalah anggota tunggal dari genus Amylomyces. Genus serta spesies tersebut pertama kali dideskripsikan oleh Clamette pada tahun 1892. Kapang tersebut tumbuh dengan cepat dan banyak menghasilkan klamidospora; sporangia tidak atau tidak sempurna terbentuk, mirip dengan Rhizopus, dengan apofisis yang kecil; sporangiofor tegak dengan atau tanpa rizoid. Sinonim A. rouxii adalah Chlamydomucor oryzae, C. rouxii, C. rouxianus, C. javanicus, dan Rhizopus chlamydosporus (Ellis et al. 1976).







(Ellis et al. 1976)

Karakteristik A. rouxii yang menguntungkan dalam proses fermentasi substrat padat yang mengandung pati adalah kemampuan kapang tersebut dalam menghasilkan enzim amyloglucosidase, kemampuannya tumbuh pada substrat mentah (belum dimasak), serta ketidakmampuannya bersporulasi (Nout 2007). Amyloglucosidase (EC 3.2.1.3), atau juga sering disebut amylase, adalah enzim yang berfungsi memutus ikatan alpha-1,4 glikosida pada rantai polisakarida. Hasil akhir dari hidrolisis tersebut adalah dextrins, oligosakarida, maltosa and D-glukosa. Proses tersebut dikenal dengan sakarifikasi. Salah satu penelitian yang dilakukan oleh Dung et al. (2006) menunjukkan bahwa A. rouxii mampu merubah 25% pati menjadi glukosa setelah inkubasi selama tiga hari, serta menghasilkan amyloglucosidase hingga 0,43 U/g.

Walaupun banyak penelitian tentang A. rouxii telah dilakukan, namun kapang tersebut masih menjadi misteri, antara lain adalah habitat alami A. rouxii serta evolusinya. Penggunaan ragi tape yang luas di masyarakat Indonesia membuka peluang banyaknya variasi A. rouxii yang dapat dijadikan sampel dalam memecahkan misteri tersebut.

Daftar Pustaka

1. Dung, N.T.P., F.M. Rombouts & M.J.R. Nout. 2006. Functionality of selected strains of moulds and yeasts from Vietnamese rice wine starters. Food Microbiology 23: 331 –- 340.
2. Ellis, J.J., L.J. Rhodes & C.W. Hasseltine. 1976. The Genus Amylomyces. Mycologia, 68(1): 131 — 143.
3. Nout, R.M.J. 2007. The colonizing fungus as a food provider. Dalam. Dijksterhuis, J. & R.A. Samson. 2007. Food mycology: A multifaceted approach to fungi and food. CRC Press, Newark: 335 — 352.

Kelas Spektra Bintang

Ketika kita menatap bintang di langit malam, kita dihadapkan pada kubah raksasa yang disebut bola langit. Orang yunani kuno membagi bola langit ini ke dalam daerah-daerah yang disebut rasi. Sampai saat ini diketahui ada 88 rasi bintang. Nama-nama rasi ini kebanyakan bersumber dari mitologi Yunani seperti Canis Major, Ursa Minor, Scorpio, dan Orion.

Ada banyak cara dalam penamaan bintang di antaranya dengan memberi nama dari bahasa Yunani (Scorpio, Crux, Ophiucus, Aquarius, Orion), penamaan berdasarkan rasi tempat bidang tersebut berada (contoh : Alpha Centauri berarti bintang paling terang pada konstelasi Centauri, bintang kedua paling terang disebut Beta, dan seterusnya), dan penamaan berdasarkan nomor urutnya dalam katalog atau cara modern (contoh : NGC 6205).

Salah satu cara pengklasifikasian bintang adalah berdasarkan suhunya dan kemiripan susunan garis spektrumnya. Ada beberapa versi pengklasifikasian bintang, berikut pengklasifikasian bintang menurut Angelo Secchi (1863):
1. Kelas spektra O
Berwarna biru, temperatur > 30.000 K, garis-garis He terionisasi, garis N terionisasi 2x, garis Si terionisasi 3x, garis H tampak tapi lemah.
Contoh bintang : Alnitak, Bintang 10 Lacerta.
2. Kelas spektra B
Berwarna biru, temperatur 11.000 - 30.000 K, garis He netral, garis Si terionisasi 1 atau 2 x, garis O terionisasi, garis H tampak lebih jelas ketimbang kelas O.
Contoh bintang : Rigel, Spica.
3. Kelas spektra A
Berwarna biru, temperatur 7.500 - 11.000 K, garis H sangat kuat, garis Mg, Si, Fe, dan Ca terionisasi 1x, garis logam netral tampak lemah.
Contoh bintang : Sirius, Vega.
4. Kelas spectra F
Berwarna biru keputih-putihan, temperatur 6.000 - 7.500 K, garis H lebih lemah dari kelas A, garis Ca, Fe, Cr terionisasi 1x, garis Fe dan Cr netral.
Contoh bintang : Canopus, Procyon.
5. Kelas spectra G
Berwarna putih kekuning-kuningan, temperatur 5.000 - 6.000 K, garis H lebih lemah, garis Ca terionisasi, pita molekul G-Band sangat kuat.
Contoh bintang : Capella, Matahari.
6. Kelas spectra K
Berwarna jingga kemerah-merahan, temperatur 3.500 - 5.000 K, garis H sangat lemah, garis logam netral mendominasi, Pita Titanium Oksida tampak.
Contoh bintang : Arcturus, Aldebaran.
7. Kelas spectra M
Berwarna merah, temperature 2.500 - 3.000 K, pita molekul Titanium Oksida sangat mendominasi, garis logam netral tampak dengan jelas..
Contoh bintang : Betelgeuse, Antares.

Selain penggolongan kelas spectra O-B-A-F-G-K-M, ada juga yang mengklasifikasikan ke dalam kelas W-O-B-A-F-G-K-M-R-N-S. Untuk mudah mengingatnya, bisa menggunakan jembatan keledai Wow-Oh-Be-A-Fine-Girl-Kiss-Me-Right-Now-Sweetie. Dari situ terlihat bahwa bintang yang paling panas warnanya justru biru, bukan merah. Semakin merah suatu bintang, maka semakin dingin suhunya.

Olympiade basket

Istanbul - Usai sudah penantian 16 tahun timnas basket putra Amerika Serikat akan gelar juara dunia. Di partai final melawan Turki, Senin (13/9/2010) dinihari WIB, AS
menang 81-64.

Bermain di bawah "teror" ribuan pendukung tuan rumah di Sinan Erdem Dome stadiun, AS mampu tampil baik dan mendominasi jalannya sejak kuarter pertama.

Di kuarter tersebut AS unggul 22-17 dan menutup paruh pertama laga dengan keunggulan 42-32. Masuk ke kuarter ketiga AS masih unggul 61-48 dan di kuarter
terakhir AS mencetak 20 poin untuk menutup laga dengan skor 81-64.

Ini adalah gelar pertama AS di kejuaraan dunia dalam waktu 16 tahun, setelah mereka terakhir meraihnya tahun 1994. Ketika jadi tuan rumah di tahun 2002, AS
malah finis di posisi keenam dan empat tahun lalu saat diperkuat LeBron James, Dwayne Wade dan Carmelo Anthony, mereka hany bisa merebut medali perunggu.

Dengan begini AS jadi negara yang paling banyak mengumpulkan titel dunia yaitu empat. Tiga sebelumnya diraih pada 1954, 1986 dan 1994.

Keputusan Mike Krzyzewski yang meninggalkan para pemain bintangnya dan hanya membawa Chauncey Billups serta Lamar Odom sebagai pemain senior tak terbukti

salah. Dengan diperkuat pasukan muda dengan Kevin Durant sebagai andalanya, AS mengukir rekor selalu menang dari fase grup.

Durant pun berhak tampil sebagai MVP turnamen berkat penampilan cemerlangnya selama turnamen berlangsung. Di partai final ini Durant menyumbang 28 poin bagi
kemenangan tim AS.

"Pilihan kami saat datang ke sini hanyalah tampil baik dan meraih medali emas. Dan sangat senang rasanya membawa kembali pulang piala ini," sahut Durant seperti
dilansir Yahoosports.

Juara 2006 Spanyol harus puas berada di posisi kelima setelah takluk dari Argentina di perebutan tempat keempat. Sementara Lithuania berhasil merebut medali perunggu setelah mengalahkan Serbia 99-88.

Kejuaraan dunia basket empat tahun mendatang akan dihelat di Madrid, Spanyol.

( mrp / roz )