Sains Untuk Kemajuan Bangsa (3)

Seri Kuliah Umum FMIPA yang ke-delapan akan dilaksanakan pada hari Sabtu,  26 Agustus 2017, bertempat di Auditorium Campus Center Timur ITB, dengan tema  Sains Untuk Kemajuan Bangsa (3) . Pembicara yang akan memberikan presentasi pada kuliah umum ini yaitu :

  1. Prof. Freddy Permana Zen, M.Sc., D.Sc.,  “Apakah Kita Menempati Alam Semesta Berdimensi D > 4 ?”
  2. Prof. Dr. Marcus Wono Setya Budhi, “Antara dua realitas, abstraksi merupakan jalan terpendek’
  3. Prof. Dr. Yana Maolana Syah, MS., “Temulawak (Curcuma xanthorrhiza): Obat tradisional warisan nenek moyang”


Apakah Kita Menempati Alam Semesta Berdimensi D > 4 ?

Freddy Permana Zen (fpzen@fi.itb.ac.id)
Kelompok Keilmuan Fisika Teori Energi Tinggi dan Instrumentasi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Bandung

Pertanyaan menarik yang dilontarkan orang sejak dulu, berapa besar dimensi alam semesta yang kita tempati ? Walaupun diketahui bahwa ada 3 dimensi ruang dan 1 dimensi waktu atau 4 dimensi, tetapi apakah dimungkinkan adanya dimensi ekstra, misalnya alam 5 dimensi, yang berarti ada 1 dimensi ekstra (selain 4 dimensi ruang-waktu). Jikapun ada, bagaimana cara “melihat” kehadiran dimensi ekstra tersebut ? Presentasi singkat ini membahas kemungkinan dimensi ekstra serta implikasi fisisnya serta berapa besar usaha yang dibutuhkan untuk “menembus” dimensi tersebut.   Dari sisi fisika, motivasi untuk menampung kehadiran dimensi ekstra dimulai dari keinginan menggabungkan 4 buah interaksi yang dikenal selama ini, yaitu interaksi Elektromagnetik (EM), interaksi Gravitasi (Gravitational interaction), interaksi kuat (Strong interaction, interaksi yang timbul untuk mengikat quark dan anti-quark) dan interaksi lemah (weak interaction, untuk menjelaskan beta decay). Di awal abad 20, Th. Kaluza dan F. Klein, menggabungkan teori gravitasi Einstein dan EM dalam ruang-waktu 5 dimensi. Walaupun secara fenomenologi belum sukses, tetapi model ini kemudian, di akhir abad 20, digunakan untuk menjelaskan mass hierarchy problem, dengan menempatkan ruang-waktu kita 4 dimensi kedalam  ruang-waktu 5 dimensi (d=3-branes theory). Berikutnya, masih dalam semangat unifikasi interaksi-interaksi diatas, sekitar tahun 1980, diusulkan teori string dan superstring. Supaya bebas anomali, kedua teori ini membutuhkan dimensi ekstra. Untuk bosonic string, dimensinya D=26, berarti dimensi ekstranya berjumlah 21, sedangkan superstring (menggabung fermion dan boson), dimensinya D=10 (ada 6 dimensi ekstra). Problem berikutnya bagaimana “mengecilkan” dimensi ekstra tersebut sehingga tidak terdeteksi dalam eksperimen saat ini dengan energi 1 TeV (1 terra electron volt = 10 12 electron volt, energi 1 eV sama dengan energi yang dibutuhkan 1 muatan elektron untuk melewati beda potensial 1 Volt). Maka dilakukan kompaktifikasi pada dimensi ekstra, misalnya dengan membuat lingkaran dengan diameter orde energi Planck sebesar 1019 GeV (1 GeV = 109 eV), energi pada saat awal alam semesta terbentuk (sekitar 13,6 milyar tahun yang lalu). Sekarang ini, model fisika dengan dimensi ekstra digunakan orang untuk menjelaskan kehadiran dark energy (DE, bentuk energi yang tidak berinteraksi dengan EM), yang memenuhi alam semesta sebanyak 75 %, begitu juga dengan dark matter (DM) yang mengisi alam semesta sebesar 20 %. Sedangkan sisanya adalah materi yang terlihat oleh kita, galaxy, partikel-partikel dan lain-lain (visible matter) sebanyak 5 %. Salah satu cara untuk mendeteksi kehadiran dimensi ekstra adalah dibuat model yang menampung keadaan ketika alam semesra terbentuk, yaitu dalam model inflation theory, yang kemudian diikuti oleh hot bigbang dan reheating serta terbentuknya galaxy yang kita amati sekarang.


Antara dua realitas, abstraksi merupakan jalan terpendek

Marcus Wono Setya Budhi (wono@math.itb.ac.id)
Kelompok Keilmuan Analisis Geometri
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Bandung

Di kehidupan sehari-hari baik yang tampak langsung maupun lainnya ada banyak kejadian yang sangat berbeda sekali tetapi ternyata mereka mempunyai kesamaan dipandang dari sudut pandang matematika. Mulai dari hal yang sederhana, misalkan kecepatan benda bergerak dan nilai marjinal pada tata buku, sampai hal yang dapat dirasakan langsung atau fenomena yang hanya dijumpai pada keadaan tertentu.
Pada kuliah ini akan dijabarkan tentang fenomena geometri Euclid yang dipakai sehari-hari dan geometri hiperbolik yang hanya dapat dijumpai pada saat kita bergerak dengan kecepatan 𝑣 dengan nilai 𝑣/𝑐 tidak dapat diabaikan.
Kuliah dimulai dengan fenomena geometri Euclid dan kemudian diikuti dengan abstraksi. Setelah mengganti geometri Euclid dengan objek matematika, yaitu matriks, kita akan melakukan aktivitas bermatematika, mulai dengan perumuman dari sifat pada objek tersebut. Pada tingkat ini kita akan melihat geometri lainnya yang hanya dapat dirasakan pada situasi tertentu, dan tentu saja ada geometri yang hanya dapat berada di kertas saja. Terakhir, dengan perumuman yang lain, kita akan melihat geometri hiperbolik yang dipakai oleh Einstein. Selanjutnya dengan prinsip yang sangat sederhana, kita akan memperoleh formula perbedaan panjang benda yang dilihat dari dua pengamat, demikian pula formula selisih waktu.


Temulawak (
Curcuma xanthorrhiza): Obat tradisional warisan nenek moyang

Yana Maolana Syah (yana@chem.itb.ac.id)
Kelompok Keilmuan Kimia Organik
Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Bandung

Indonesia merupakan negara tropika yang memiliki keragaman spesies tumbuhan yang tinggi, termasuk tumbuhan obat kelompok ’Temu-temuan’ atau Curcuma (famili Zingiberaceae). Tumbuhan Curcuma merupakan tumbuhan obat yang penting di Indonesia, karena lebih dari 50 resep jamu yang beredar di Indonesia menggunakan rimpang Curcuma. Salah satu kelompok tumbuhan ini yang dikenal luas adalah Temulawak atau Curcuma xanthorrhiza. Jamu-jamu yang mengandung Temulawak diyakini mampu mengobati berbagai penyakit, antara lain gangguan saluran pencernaan, gangguan hati, radang empedu, radang ginjal, batu empedu, wasir, reumatik, kolesterol tinggi, haid tidak lancar, serta untuk meningkatkan nafsu makan. Selain itu, rimpang Temulawak juga banyak dimanfaatkan sebagai rempah pada berbagai masakan, pemberi warna kuning pada makanan, minuman untuk menjaga kesegaran badan, serta untuk bahan baku kosmetik. Kegunaan yang banyak tersebut telah mendorong para peneliti untuk menelaah kandungan kimia pada rimpang tersebut. Dari berbagai penelitian telah terungkap bahwa rimpang Temulawak mengandung senyawa kimia berupa padatan yang berwarna jingga, yaitu kurkumin, yang merupakan salah satu komponen utama. Rimpang temulawak juga mengandung  raksi berupa minyak kental, dimana komponen utamanya adalah santorizol dan kurkumen. Selain santorizol, fraksi minyak juga mengandung berbagai senyawa kimia terpen dari jenis germakran dan guaian. Kurkumin telah dibuktikan secara ilmiah memiliki banyak efek biologis, meliputi anti-peradangan, anti-oksidan, anti-mutagenik, anti-metastatik, anti-angiogenik, proteksi syaraf, mempengaruhi sistem imun, meningkatkan penyembuhan luka, serta anti-virus, anti-jamur dan anti-bakteri. Santorizol banyak dikaji berkaitan dengan sifat anti-bakteri, sementara kajian biologis terhadap komponen terpen lainnya masih sangat terbatas. Berdasarkan fakta tersebut di atas, tidak mengherankan bahwa jamu-jamuan yang mengandung Temulawak merupakan warisan nenek moyang yang perlu dilestarikan dan dikembangkan.