Miniatur SUPERNOVA Dalam Sebuah Tabung

Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi lebih banyak dari nova. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula, beberapa minggu atau bulan sebelum suatu bintang mengalami supernova bintang tersebut akan melepaskan energi setara dengan energi matahari yang dilepaskan matahari seumur hidupnya, ledakan ini meruntuhkan sebagian besar material bintang pada kecepatan 30.000 km/s (10% kecepatan cahaya)dan melepaskan gelombang kejut yang mampu memusnahkan medium antarbintang.

Ada beberapa jenis Supernova. Tipe I dan II bisa dipicu dengan satu dari dua cara, baik menghentikan atau mengaktifkan produksi energi melalui fusi nuklir. Setelah inti bintang yang sudah tua berhenti menghasilkan energi, maka bintang tersebut akan mengalami keruntuhan gravitasi secara tiba-tiba menjadi lubang hitam atau bintang neutron, dan melepaskan energi potensial gravitasi yang memanaskan dan menghancurkan lapisan terluar bintang.

Rata-rata supernova terjadi setiap 50 tahun sekali di galaksi seukuran galaksi Bima Sakti. Supernova memiliki peran dalam memperkaya medium antarbintang dengan elemen-elemen massa yang lebih besar. Selanjutnya gelombang kejut dari ledakan supernova mampu membentuk formasi bintang baru

Berdasarkan pada garis spektrum pada supernova, maka didapatkan beberapa jenis supernova :

1.Supernova Tipe Ia

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.

2.Supernova Tipe Ib/c

Pada supernova ini, tidak ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen ataupun Helium saat pengamatan.

3.Supernova Tipe II

Pada supernova ini, ditemukan adanya garis spektrum Hidrogen saat pengamatan.

4.Hipernova

Supernova tipe ini melepaskan energi yang amat besar saat meledak. Energi ini jauh lebih besar dibandingkan energi saat supernova tipe yang lain terjadi.

Akan tetapi sangat sulit untuk mengamati kejadian ini karena berjarak jutaan tahun cahaya, oleh karena itu Sebuah tim ahli fisika dari Universitas Toronto dan Rutgers University telah membuat miniatur supernova dalam sebuah tabung.

Penelitian ini dilakukan dalam Sebuah tabung vertikal larutan kental yang mengandung reaktan stabil untuk reaksi Asam iodat. Sebuah indikator merah dibuat untuk memudahkan pengamatan. Reaksi dipicu di dasar sebuah tabung kecil di bagian bawah, mengarah ke bulu-bulu tumbuh yang mempercepat gudang cincin pusaran. Tidak ada cairan disuntikkan: semua gaya apung dibuat oleh reaksi itu sendiri. Proses ini analog dengan deflagration nuklir menuju ledakan supernova tipe Ia.

Studi tentang ledakan tersebut dalam bintang-bintang sangat penting untuk memahami ukuran dan evolusi alam. pekerjaan ini didanai oleh Natural Sciences dan Engineering Research Council of Canada.

Miniatur SUPERNOVA Dalam Sebuah Tabung

Ilmuwan Berhasil Membuat Mini-Big Bang

Fisikawan di pusat penelitian CERN berhasil membuat tabrakan sub-partikel atom kekuatan tinggi pada hari Selasa dalam usaha mereka untuk menciptakan mini Big Bang yang menuju ke kelahiran alam semesta 13.7 milyar tahun yang lalu. Percobaan yang dilakukan di CERN, menciptakan rekor untuk kondisi energi partikel, yang akan memungkinkan para peneliti untuk meneliti alam materi dan asal-usul bintang-bintang dan planet-planet."Ini adalah terobosan besar.Kita akan melakukan sesuatu yang belum pernah dilakukan sebelumnya.Kami telah membuka wilayah baru bagi fisika, "kata Oliver Buchmueller, salah satu tokoh utama pada proyek senilai10 miliar Swiss franc ($ 9,4 milyar).

Tabrakan terjadi dengan catatan total energi tabrakan 7 miliar elektron volt (eV) dan pada sepersekian nano detik lebih lambat dari kecepatan cahaya di CERN 27 km (16,8 mil) Large Hadron Collider (LHC), yang berada seratus meter (330 kaki) di bawah perbatasan Swiss-Perancis.

Percobaan ditunda selama beberapa jam karena beberapa masalah teknis dengan power supply dan sebuah over-sensitif sistem keamanan magnet. Hal ini menyebabkan para ahli fisika untuk menunda tabrakan kekuatan mega-partikel, fokus terbesar di dunia eksperimen ilmiah. Sebuah masalah timbul setelah balok-balok disuntikkan ke dalam collider di pagi hari, para pejabat CERN menolak bahwa itu adalah pengulangan peristiwa besar pada bulan September 2008 yang mengalami kerusakan berat dari percobaan itu dan menunda peluncuran proyek sampai sekarang.

Selama bulan-bulan dan tahun-tahun mendatang, para ilmuwan CERN berharap banyak pada proyek yang mengangkat tabir misteri kosmos - bagaimana hal ini dikonversi menjadi massa setelah ledakan besar Big Bang.

Ilmuwan Berhasil Membuat Mini-Big Bang

Theoretical Breakthrough: Generating Matter and Antimatter from Nothing

Under just the right conditions -- which involve an ultra-high-intensity laser beam and a two-mile-long particle accelerator -- it could be possible to create something out of nothing, according to University of Michigan researchers.

The scientists and engineers have developed new equations that show how a high-energy electron beam combined with an intense laser pulse could rip apart a vacuum into its fundamental matter and antimatter components, and set off a cascade of events that generates additional pairs of particles and antiparticles.

"We can now calculate how, from a single electron, several hundred particles can be produced. We believe this happens in nature near pulsars and neutron stars," said Igor Sokolov, an engineering research scientist who conducted this research along with associate research scientist John Nees, emeritus electrical engineering professor Gerard Mourou and their colleagues in France.

At the heart of this work is the idea that a vacuum is not exactly nothing.

"It is better to say, following theoretical physicist Paul Dirac, that a vacuum, or nothing, is the combination of matter and antimatter -- particles and antiparticles.Their density is tremendous, but we cannot perceive any of them because their observable effects entirely cancel each other out," Sokolov said.

Matter and antimatter destroy each other when they come into contact under normal conditions.
"But in a strong electromagnetic field, this annihilation, which is typically a sink mechanism, can be the source of new particles," Nees said, "In the course of the annihilation, gamma photons appear, which can produce additional electrons and positrons."

A gamma photon is a high-energy particle of light. A positron is an anti-electron, a mirror-image particle with the same properties as an electron, but an opposite, positive charge.
The researchers describe this work as a theoretical breakthrough, and a "qualitative jump in theory."

An experiment in the late '90s managed to generate from a vacuum gamma photons and an occasional electron-positron pair. These new equations take this work a step farther to model how a strong laser field could promote the creation of more particles than were initially injected into an experiment through a particle accelerator.

"If the electron has a capability to become three particles within a very short time, this means it's not an electron any longer," Sokolov said. "The theory of the electron is based on the fact that it will be an electron forever. But in our calculations, each of the charged particles becomes a combination of three particles plus some number of photons."

The researchers have developed a tool to put their equations into practice in the future on a very small scale using the HERCULES laser at U-M. To test their theory's full potential, a HERCULES-type laser would have to be built at a particle accelerator such as the SLAC National Accelerator Laboratory at Stanford University. Such infrastructure is not currently planned.
This work could potentially have applications in inertial confinement fusion, which could produce cleaner energy from nuclear fusion reactions, the researchers say.
To Sokolov, it's fascinating from a philosophical perspective.
"The basic question what is a vacuum, and what is nothing, goes beyond science," he said. "It's embedded deeply in the base not only of theoretical physics, but of our philosophical perception of everything -- of reality, of life, even the religious question of could the world have come from nothing."

A paper on this work is published in Physical Review Letters.
Sokolov is a research scientist at the Space Physics Research Laboratory in the Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences. Nees is an associate research scientist at the Center for Ultrafast Optical Science and an adjunct associate professor in the Department of Electrical Engineering and Computer Science. Mourou is the A.D. Moore Distinguished University Professor Emeritus of Electrical Engineering who is currently with the Institut de la Lumiere Extreme in France. Also contributing is Natalia M. Naumova, with the Laboratoire d'Optique Appliquee in France.
This research was supported in part by the Department of Energy.

Source: sciencedaily

Theoretical Breakthrough: Generating Matter and Antimatter from Nothing

Mengenal Gerakan Matahari

Keadaan terang atau gelap di Bumi tergantung kepada posisi Matahari. Kita akan menyebut fajar saat cahaya matahari masih malu-malu menerangi Bumi kita. Demikian juga sebutan siang hari untuk keadaan saat Matahari bersinar terang di langit. Di malam hari saat gelap gulita, Matahari tentunya sudah tidak tempak di langit. Keteraturan muncul dan menghilangnya Matahari ini menjadi acuan manusia untuk menentukan hitungan waktu dalam satu hari.

Dilihat dari Bumi, sepanjang tahun Matahari di langit seolah-olah bergerak sejauh 23.5° ke Utara dan 23.5° ke Selatan dari garis ekuator. Pergerakan ini terjadi karena sumbu rotasi Bumi memiliki kemiringan 23.5°.

Garis edar Matahari semu ini disebut garis ekliptika. Cara mudah untuk melihat pergerakan ini, perhatikan bahwa tempat terbit dan tenggelam Matahari bergeser dari waktu ke waktu. Tanam sebatang tongkat di tanah, perhatikan arah bayangan pada pagi hari di bulan Juni dan Desember. Pada bulan Juni, tampak arah bayangan condong ke Selatan, artinya Matahari sedang berada di Utara. Sedangkan pada bulan Desember, arah bayangan miring ke arah Selatan, yang berarti Matahari sedang berada di titik Selatan.

Di langit, posisi benda-benda langit seperti bintang dan planet digambarkan dengan koordinat langit yang terdiri dari deklinasi dan asensiorekta. Deklinasi dihitung dari ekuator, dalam koordinat Bumi sejajar dengan lintang. Satuan deklinasi adalah derajat. K arah Selatan, deklinasi memiliki tanda negatif, ke arah Utara tanda deklinasi positif. Sedangkan asensiorekta bersesuaian dengan bujur langit, dihitung dari sebuah titik acuan yang dinamakan Titik Aries, yang menjadi perpotongan garis ekuator dan ekliptika. Biasanya asensiorekta memakai satuan jam.

Gambar 1. Koordinat langit dan titik-titik equinox.

Kemiringan sumbu rotasi Bumi menyebabkan terjadinya perbedaan musim di Bumi. Saat Matahari berada di utara, maka Bumi Bagian Utara mengalami musim panas. Puncak musim panas di Bumi Bagian Utara terjadi pada bulan Juni. Matahari berada di titik paling Utara pada tanggal 21 Juni. Pada saat itu Matahari memiliki sudut deklinasi maksimum +23.5° atau juga disebut ‘summer solstice’. Kemudian Matahari akan bergerak ke Selatan dan berada di garis ekuator pada tanggal 21 Maret. Sudut deklinasi Matahari 0°, saat itu Matahari berada di titik musim gugur atau vernal equinox. Pada tanggal 21 Desember Matahari berada di titik musim dingin atau winter solstice, sudut deklinasi -23.5° , artinya Matahari berada di titik paling Selatan. Selanjutnya Matahari akan kembali bergerak ke utara dan mencapai ekuator pada tanggal 21 September yang disebut titik musim semi atau autumn equinox.

Penamaan titik-titik istimewa itu disesuaikan dengan musim di Bumi Bagian Utara. Musim yang berlangsung di Bumi Bagian Selatan merupakan kebalikan dari musim di Bumi Bagian Utara. Contohnya pada bulan Desember di Australia sedang terjadi musim panas, sementara di Kanada musim dingin. Pada musim panas, siang di sebuah tempat akan lebih panjang daripada malam. Contohnya di Eropa Utara, panjang siang bisa lebih dari 15 jam, sedangkan malam cuma 9 jam. Di Denmark, pada musim panas Matahari masih tampak terang padahal sudah jam 9 malam. Semakin tinggi lintang sebuah tempat, baik di Utara mau pun di Selatan, maka perbedaan waktu siang dan malam di setiap musim akan terasa. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 2.

Gambar 2. Garis edar Matahari pada musim panas dan musim dingin. Garis putus-putus adalah garis edar Matahari di atas horizon pengamat.

Bagi orang yang tinggal di daerah ekuator, perbedaaan tidak terlalu terasa. Perbedaan panjang siang dan malam tidak akan mencapai lebih dari setengah jam. Pulau Jawa berada di belahan Bumi Bagian Selatan tapi tidak terlalu jauh dari ekuator, yaitu sekitar 6 – 8° LS. Panjang siang maksimum akan dialami saat Matahari bergerak dari ekuator ke Selatan, selama kurang lebih sebulan setelah tanggal 21 September. Kemudian setelah dari titik paling Selatan pada bulan Desember, Matahari akan kembali ke ekuator pada tanggal 21 Maret. Panjang siang maksimum kembali terjadi selama kurang lebih sebulan sebelum titik musim gugur. Saat panjang siang maksimum ini, berarti Matahari terbit lebih cepat dan tenggelam lebih lama dari waktu rata-rata. Akibatnya pada jam 5 pagi sudah terang dan pada jam 6 sore masih terang juga. Periode panjang siang maksimum terjadi antara bulan Oktober dan Februari.

Dengan demikian saat Matahari berada di utara, yaitu sebelum dan sesudah bulan Juni, panjang siang lebih pendek daripada malam. Akibatnya, jam 5.30 baru terang dan jam 6 sore pun sudah agak gelap. Sedangkan pada tanggal di mana Matahari tepat berada di ekuator, yaitu tanggal 21 Maret dan 21 September, panjang siang dan malam di semua tampat akan sama, yaitu 12 jam.

Gambar 3. Pada bulan Juni, Bumi bagian Utara mendapat cahaya Matahari lebih banyak. Pada bulan Desember Bumi bagian Selatan mendapat cahaya Matahari lebih banyak.

Mengenal Gerakan Matahari