Sekilas Mengenai Fotonika Biomedik

Citra sensor neural pada retina dengan menggunakan Optical Coherence Tomography (OCT)

Fotonika biomedik kadang kala juga diistilahkan dengan Optika Biomedik (waulupun fotonika dan optika secara prinsip tidak sama) adalah bidang keilmuan yang baru lahir pada abad-abad terakhir. Fotonika biomedik merupakan salah satu bidang keilmuwan yang paling diminati dewasa ini. Ini dikarenakan perkembangannya yang pesat mulai dari diagnosa hingga penyembuhan suatu penyakit. Mungkin tidak banyak yang tahu apa sebenarnya fotonika biomedik itu. Fotonika biomedik adalah sebuah penggabungan dari teknologi dan ilmu sains. Dikatakan demikian karena di dalamnya terdapat ilmu fisika, biologi, dan bahkan kimia. Terdapat penggalan kata “medik” yang artinya ilmu ini berkaitan erat dengan dunia kedokteran. Dapat disimpulkan bahwa fotonika biomedik adalah perpaduan antara ilmu fisika, biologi, dan kimia untuk mendukung diagnosa dan penyembuhan pada kedokteran. Terdapat juga kata “fotonika” yang merupakan pamanfaatan cahaya untuk keperluan baik diagnosa maupun penyembuhan. Cahaya yang digunakan mulai dari cahaya tampak, infra merah, hingga sinar UV.

PENCITRAAN TUBUH MENGGUNAKAN CAHAYA

Ilustrasi citra tubuh

Ketika kita menyalakan senter dan mengarahkan sinarnya tepat ke telapak tangan kita, pasti kita akan melihat berkas cahaya berwarna merah yang keluar dari balik telapak tangan. Hal ini membuktikan bahwa cahaya dapat menembus masuk ke dalam jaringan tubuh dengan kedalaman beberapa centimeter. Dengan adanya fenomena ini timbul pertanyaan dalam hati saya,”Apakah kita bisa melakukan pencitraan tubuh dengan menggunakan cahaya?” Adanya kejanggalan di dalam tubuh, misalnya kanker semestinya bisa dideteksi dengan cahaya. Lalu bagaimana caranya kita bisa menggunakan cahaya ini sebagai media untuk mengetahui seluk beluk tubuh kita? Banyak pertanyaan lagi sebenarnya yang muncul namun sebaiknya kita coba untuk menjawab berbagai pertanyaan tersebut. Sehingga ide ini dapat kita gunakan sebagai alternatif metode pencitraan tubuh yang mungkin pada masa yang akan datang akan menjadi prosedur standar yang aman dalam diagnosa kesehatan.

Buku Seri Kuliah Online Mekanika Kuantum

Foto diambil dari matematika252.blogspot.com

Banyak orang yang menganggap bahwa belajar fisika itu sulit, bahkan mahasiswa fisika sendiri pun mengamini pernyataan ini dan mereka mengira bahwa mereka terjebak ke dalam jurusan yang mereka ambil (jurusan fisika). Pernyataan yang menganggap bahwa belajar fisika kalau kita telan mentah-mentah memang benar. Adanya kesulitan dalam memahami tersebut bisa jadi disebabkan karena bahasa yang digunakan oleh pada pengajar terlalu tinggi sehingga susah ditangkap oleh peserta didik mengenai apa yang dimaksudkan oleh pengajar. Penyebab lain  dikarenakan kurang adanya buku-buku pustaka yang bisa digunakan untuk bahan belajar, walaupun ada mungkin masih dalam bahasa asing  (bahasa Inggris misalnya), di mana bagi sebagian mahasiswa masih belum terbiasa untuk membaca atau memahami tulisan dalam bahasa asing . Sehingga keadaan ini menjadikan proses pembelajaran fisika yang awalnya sulit menjadi sulit kuadrat (apa ini istilah sulit kuadrat, apakah kalian tahu artinya? Sulit yang sangat sulit, ya begitulah artinya). Tetapi sebenarnya kesulitan tersebut bukanlah tidak mungkin untuk kita buat menjadi mudah dan menarik untuk dipelajari.

Optical Tweezer (Penjebak optikal), sebuah penggerak nano berbasis optik

Penjebak Optis (atau istilah populernya dalam dunia sains adalah Optical Tweezer) yang sebenarnya dinamakan dengan “single-beam gradient force trap” atau “berkas gradien gaya penjebak tunggal” adalah instrumen ilmiah yang menggunakan berkas laser yang difokuskan secara kuat untuk mendapatkan gaya tarik atau gaya tolak (biasanya dalam orde piconewton, ) yang tergantung pada perbedaan indeks refraksi pada pegangan fisis dan gerakan mikoskopik obyek dielektrik. Penjepit optis telah sukses di dalam penyelidikan berbagai macam sistem biologi dalam beberapa tahun ini.

Unduhan Buku Pustaka Fisika I

Bagi kalian peserta mata kuliah Fisika I baik dari jurusan Teknik Informatika maupun Common Support, kalian dapat mengunduh buku pustaka mata kuliah tersebut melalui link di bawah. Buku pustaka yang baru tersedia adalah Fundamentals of Physics Extended, Eighth Edition oleh David Halliday, Robert Resnick, dan Jearl Walker, dalam bahasa Inggris. Buku pustaka lainnya akan menyusul kemudian. Terdapat dua buah server untuk mengunduh, silahkan pilih salah satu, untuk file pustaka yang terdapat pada server ziddu, file-nya saya bagi menjadi 4 bagian karena ukurannya yang terlalu besar, sehingga kalian harus mengunduh ke-empat file zip tersebut. Sedangkan pada server megaupload, file terbagi menjadi dua bagian:

Koordinat Umum

Untuk menemukan posisi partikel, kita membutuhkan tiga koordinat. Koordinat tersebut bisa berupa koordinat kartesian , , dan , koordinat silinder , , dan , koordinat bola , , dan , atau tiga koordinat lainnya yang sesuai. Jika ada penghambat atau pemercepat pada gerak partikel, kita membutuhkan kurang dari tiga koordinat. Misalnya, jika partikel dipaksa untuk bergerak pada bidang permukaan, dua kordinat sudah cukup, misalnya partikel dipaksa untuk bergerak sepanjang garis, satu koordinat sudah cukup untuk mendeskripsikan gerak dari partikel.

Partikel Bebas (Persamaan Shroedinger Tidak Bergantung Waktu Bagian 4)

2.4 Partikel Bebas

---

Telah sampailah kita pada apa yang seharusnya menjadi kasus yang paling sederhana dari semua yang telah kita pelajari, partikel bebas [ di manapun]. Seperti apa yang telah kita lihat baru saja, kasus partikel bebas ini cukup aneh bagi kita. Oleh karena itu, persamaan Shroedinger menjadi

[2.74]

,

atau

[2.75]

di mana .

Sejauh ini kelihatan sama dengan yang di dalam sumur potensial tak berhingga (Persamaan 2.17), di mana potensialnya juga nol, kali ini, saya lebih suka untuk menuliskan solusi umumnya dalam bentuk eksponensial (sebagai ganti dari sin dan cos) untuk alasan bahwa ini akan

Persamaan Shroedinger dalam Koordinat Bola (Mekanika kuantum dalam Tiga Dimensi Bagian 1)

4.1 Persamaan Shroedinger dalam Koordinat Bola

---

Perluasan persamaan Shroedinger dalam tiga dimensi dapat kita lakukan secara langsung, di mana persamaan Shroedinger secara umum dapat kita tuliskan:

[4.1]

Operator Hamiltonian[1] H diperoleh dari persamaan energi klasik.

dengan menggunakan rumusan standar P yang diperluas pada kasus tiga dimensi

[4.2]

, ,

atau lebih singkatnya

[4.3]

persamaan Shroedinger menjadi:

[4.4]

di mana

[4.5]

merupakan laplasian pada koordinat kartesian

Energi potensial V dan fungsi gelombang , dalam koordinat bola kini hanya merupakan

Sumur Potensial Tak Berhingga (Persamaan Shroedinger Tidak Bergantung Waktu Bagian 2)

2.2 Sumur Potensial Tak Berhingga

Misalkan terdapat potensial dengan fungsi:

(2.1)

(gambar 2.1) Partikel yang berada dalam potensial ini pasti merupakan partikel bebas, kecuali apabila berada di luar dinding potensial ( dan ) di mana terdapat gaya yang tak terhingga yang menghalangi partikel tersebut untuk lolos dari dinding potensial. Dalam model klasik, hal ini seperti kereta mainan yang berada di atas trek udara (biasanya ada di praktikum fisika dasar universitas) dengan tumbukan elastik sempurna, sehingga akan memantul secara terus menerus (potensial ini sebenarnya sangat dibuat-buat, tetapi saya berharap kita dapat membayangkannya. Meskipun potensial ini sangat sederhana, tetapi akan mmenjadi sangat berarti karena kesederhanannya, di mana hasilnya akan sangat dibutuhkan untuk memahami bentuk-bentuk potensial lain yang lebih rumit).

Haryo Sumowidagdo, Salah Satu Fisikawan Indonesia Yang Bekerja di Laboratorium LHC (Large Hadron Collider)

Alih-alih bingung mau menulis apa di blog saya, akhirya sya teringat sesuatu, apa itu? sebuah situs dengan nama: netsains.com, bergegas saya buka netsains.com untuk mencari ide mengenai tema yang akan saya masukkan dalam blog. Di dalam beranda saya pilih kategori yang sesuai dengan bidang saya, fisika, salah satu ilmu yang terkenal di dunia ini, terkenal kerennya, karena banyak orang-orang yang menggunakan atribut fisika di dalam kehidupan mereka sehari-hari walaupun kelihatannya mereka sendiri tidak tahu artinya. Selain itu, terkenal SULIT, memang sulit ilmu fisika, tapi di situlah tantangannya bagi saya dan saya mengakui kalau fisika itu sulit, anda pun mungkin akan berpendapat demikian. Tetapi banyak hal-hal besar yang mengubah dunia dengan penemuan fisika.

Baiklah mari kita kembali ke topik semula, setelah saya buka-buka netsains.com, saya kaget juga ternyata ada juga lho orang Indonesia yang yang terlibat dalam proyek super besar Large Hadron Collider (LHC), sebuah laboratorium pemercepat partikel yang digunakan untuk menguji kebenaran salah satu teori asal mula semesta, Teori Big Bang.

Anda penasaran dengan Haryo Sumowidagdo? Seperti apa ya orangnya sampai-sampai bisa bekerja di CERN (Sebuah Lembaga yang Menaungi LHC)? Pasti dia orang yang hebat ya? Berikut adalah sedikit tanya jawab antara netsains.com dengan Haryo Sumowidagdo. Selamat Membaca!