Search

UNIVERSITAS GADJAH MADA FACULTY OF MATHEMATICS AND NATURAL SCIENCES 

Search

UNIVERSITAS GADJAH MADA FACULTY OF MATHEMATICS AND NATURAL SCIENCES 

Search

UNIVERSITAS GADJAH MADA FACULTY OF MATHEMATICS AND NATURAL SCIENCES 

mipa

100 Tahun Mekanika Kuantum: Kontribusi Fisika dalam Mengubah Dunia

Tahun 2025 menandai peringatan 100 tahun mekanika kuantum, sebuah tonggak sejarah dalam dunia fisika yang telah mengubah pemahaman kita tentang alam semesta. Untuk memperingatinya, Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) menetapkan 2025 sebagai Tahun Internasional Sains dan Teknologi Kuantum. Perayaan ini bukan sekadar nostalgia akademik, tetapi juga pengakuan atas peran besar fisika dalam membentuk teknologi modern yang kita gunakan sehari-hari.

Awal Revolusi Kuantum

Sebelum mekanika kuantum, pemahaman kita tentang alam semesta didasarkan pada fisika klasik, yang bekerja dengan baik untuk benda-benda besar seperti planet dan bintang. Namun, ketika ilmuwan mulai meneliti dunia atom, mereka menemukan anomali yang tidak dapat dijelaskan oleh hukum fisika Newton. Pada 1925, pertemuan ilmuwan di Konferensi Solvay, Brussels, menjadi titik balik yang melahirkan revolusi kuantum. Para raksasa fisika seperti Albert Einstein, Werner Heisenberg, dan Erwin Schrödinger berusaha menjawab pertanyaan mendasar tentang sifat atom.

Mekanika kuantum membawa konsep revolusioner, seperti superposisi, ketidakpastian Heisenberg, dan entanglement (keterkaitan kuantum), yang mengguncang cara kita memahami realitas. Superposisi berarti partikel kuantum dapat berada dalam beberapa keadaan sekaligus hingga diukur. Entanglement maksudnya adalah dua partikel dapat tetap terhubung meskipun terpisah oleh jarak yang sangat jauh. Sementara itu, ketidakpastian Heisenberg menunjukkan bahwa semakin akurat kita mengukur posisi suatu partikel, semakin sulit mengetahui momentumnya, dan sebaliknya.

Kontribusi Mekanika Kuantum dalam Teknologi Modern

Seabad setelah kelahirannya, mekanika kuantum telah menjadi pilar utama berbagai teknologi mutakhir:

  1. Elektronika dan Komputasi
    Tanpa mekanika kuantum, tidak akan ada transistor dan semikonduktor, yang menjadi dasar bagi semua perangkat elektronik modern, termasuk ponsel pintar dan komputer.
  2. Kedokteran dan Diagnostik
    Teknologi pencitraan medis seperti MRI (Magnetic Resonance Imaging) memanfaatkan prinsip resonansi kuantum untuk menghasilkan gambaran organ dalam tubuh dengan akurasi tinggi.
  3. Energi Terbarukan
    Panel surya (fotovoltaik) bekerja berdasarkan efek fotolistrik yang pertama kali dijelaskan oleh Einstein, memungkinkan konversi energi matahari menjadi listrik.
  4. Keamanan Digital dan Komunikasi
    Kriptografi kuantum menawarkan sistem keamanan yang hampir tidak bisa diretas, menjadikannya solusi masa depan dalam perlindungan data.
  5. Pemahaman Alam Semesta
    Mekanika kuantum berperan dalam memahami proses fusi nuklir di bintang serta membantu penelitian mengenai evolusi galaksi dan struktur alam semesta.

Masa Depan Fisika Kuantum: Tantangan dan Peluang

Saat dunia merayakan 100 tahun revolusi kuantum, ilmuwan masih berusaha menjawab pertanyaan mendasar yang belum terpecahkan, seperti bagaimana transisi dari dunia kuantum ke dunia klasik terjadi (dekoherensi) dan bagaimana menyatukan mekanika kuantum dengan relativitas umum Einstein.

Selain itu, perkembangan komputasi kuantum menjanjikan lompatan besar dalam berbagai industri, termasuk:

  • Farmasi: Simulasi molekuler untuk menemukan obat baru dengan lebih cepat.
  • Material baru: Pengembangan bahan dengan sifat yang belum pernah ada sebelumnya.
  • Keamanan siber: Sistem enkripsi yang tidak dapat dipecahkan oleh komputer klasik.

Kesadaran Publik dan Peran Pendidikan Fisika

Di tengah pencapaian luar biasa ini, ada tantangan besar di Indonesia: minat generasi muda terhadap fisika semakin menurun. Sistem pendidikan saat ini, termasuk kebijakan Merdeka Belajar Kampus Merdeka (MBKM), kurang menekankan penguatan dasar-dasar sains, yang mengakibatkan berkurangnya jumlah siswa yang tertarik mendalami fisika.

Stereotip negatif terhadap fisika sebagai mata pelajaran yang sulit dan kurang memberikan prospek kerja yang menjanjikan juga semakin memperburuk keadaan. Padahal, banyak industri berbasis teknologi membutuhkan lulusan fisika dengan keahlian tinggi dalam analisis data, pemodelan matematis, dan pengembangan teknologi canggih.

Untuk mengatasi tantangan ini, penting bagi akademisi, pemerintah, dan industri untuk bekerja sama dalam:

  1. Memperkuat kurikulum fisika agar lebih aplikatif dan menarik.
  2. Mendorong kolaborasi riset antara universitas dan industri untuk menciptakan lapangan kerja berbasis sains.
  3. Meningkatkan kesadaran publik akan pentingnya fisika melalui media sosial, seminar, dan program edukasi.

Kesimpulan: Fisika sebagai Pilar Masa Depan

100 tahun mekanika kuantum telah membuktikan bahwa fisika bukan sekadar teori, melainkan fondasi bagi kemajuan teknologi dan inovasi yang mengubah dunia. Jika Indonesia ingin menjadi bagian dari revolusi teknologi global, maka pendidikan fisika harus mendapat perhatian lebih serius.

Di tengah perayaan ini, harapannya adalah generasi muda Indonesia kembali tertarik dengan fisika dan menyadari bahwa di balik keajaiban teknologi modern, terdapat peran besar para fisikawan yang telah berjuang untuk memahami alam semesta dari tingkat terkecil hingga terbesar.

Relevansi mekanika kuantum terhadap Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs) sangat kuat, terutama dalam bidang:

SDG 4 (Pendidikan Berkualitas): Mendorong integrasi mekanika kuantum dalam kurikulum sekolah untuk membangun generasi ilmuwan masa depan.
SDG 7 (Energi Bersih dan Terjangkau): Pengembangan sel surya berbasis efek kuantum untuk meningkatkan efisiensi energi terbarukan.
SDG 9 (Industri, Inovasi, dan Infrastruktur): Mendorong investasi dalam teknologi kuantum untuk mendukung ekonomi digital Indonesia.
SDG 16 (Perdamaian, Keadilan, dan Kelembagaan yang Kuat): Penggunaan kriptografi kuantum untuk meningkatkan keamanan siber nasional.

Read More

Lowongan Kerja : Jasa Marga

Calling Out Candidates! 📢
Kawan JM! Siapa nih yang dari kemarin udah sering nanyain ke Mimin kapan rekrutmen Jasa Marga dibuka? Akhirnya kesempatan yang ditunggu-tunggu datang juga! 🎉
Jasa Marga membuka peluang bagi kamu yang ingin menjadi future leader di perusahaan jalan tol pertama dan terbesar di Indonesia! Dengan pengalaman lebih dari 47 tahun di industri jalan tol nasional, Jasa Marga siap memberikan kesempatan untukmu tumbuh dan berkembang. 🌟
Posisi yang Dibutuhkan:
✅ Engineering Assistant
✅ Operation Management Assistant
✅ Finance and Business Assistant
✅ Legal and Compliance Assistant
✅ Business Support Assistant
✅ Information Technology Assistant
📌 Persyaratan:
🔹 Usia: Maks. 30 tahun
🔹 Pendidikan: Lulusan S1 (IPK min. 3.00)
Segera daftarkan dirimu melalui link berikut:
🚨 Hati-hati terhadap penipuan yang mengatasnamakan rekrutmen Jasa Marga! Informasi resmi hanya disampaikan melalui kanal media sosial milik FHCI BUMN (@fhci.bumn).
Jangan lewatkan kesempatan ini untuk menjadi bagian dari perjalanan Jasa Marga dalam membangun konektivitas Indonesia! 🌉
Read More

Mahasiswa Magister Fisika UGM Kembangkan Electronic Nose Terkecil Berbasis Sensor QCM

Prestasi membanggakan ditorehkan oleh mahasiswa Program Studi Magister Fisika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Universitas Gadjah Mada (UGM). Trisna Julian, alumni mahasiswa magister Fisika UGM, pada saat riset tesisnya berhasil mengembangkan sistem electronic nose (e-nose) berbasis sensor gas berbasis Quartz Crystal Microbalance (QCM) yang inovatif, berbiaya rendah, dan memiliki ukuran (hanya sebesar telepon genggam) paling kecil dibandingkan dengan teknologi sejenis.

Dalam penelitian yang dipublikasikan di jurnal ACS Omega, Trisna dan tim berhasil merancang sistem e-nose portabel yang bekerja berdasarkan prinsip deteksi gravimetrik, di mana perubahan massa akibat adsorpsi molekul pada permukaan polimer dapat menyebabkan pergeseran frekuensi resonansi sensor QCM. Sistem ini menggunakan array sensor QCM yang difungsikan dengan berbagai lapisan polimer aktif, seperti polyacrylonitrile, poly(vinylidene fluoride), poly(vinyl pyrrolidone), dan poly(vinyl acetate).

Gambar system e-nose dan skema operasionalnya (Julian dkk., 2020)

Salah satu keunggulan utama dari e-nose yang dikembangkan oleh Trisna Julian adalah ukurannya yang sangat kecil dibandingkan dengan e-nose konvensional. Dengan desain yang ringkas, perangkat ini memungkinkan penggunaan yang lebih fleksibel dalam berbagai situasi, termasuk aplikasi medis, industri pangan, dan pemantauan kualitas udara. Selain itu, konsumsi daya yang sangat rendah menjadi faktor pembeda utama dari inovasi ini. Sensor yang digunakan dalam sistem ini beroperasi dalam suhu ruang tanpa memerlukan pemanasan tambahan, sehingga dapat menghemat energi secara signifikan dibandingkan dengan sensor berbasis metal-oxide semiconductors (MOS) yang membutuhkan suhu tinggi untuk bekerja secara optimal.

Sistem e-nose ini dilengkapi dengan sirkuit akuisisi data (DAQ) multisaluran yang telah dikalibrasi, sehingga dapat mencapai resolusi frekuensi hingga 0,5 Hz. Dengan sensitivitas tinggi terhadap berbagai senyawa organik volatil (volatile organic compounds, VOCs), serta dukungan algoritma pembelajaran mesin seperti Linear Discriminant Analysis (LDA) dan Support Vector Machine (SVM), sistem ini mampu mengklasifikasikan berbagai analit dengan tingkat akurasi hingga 99%.

Menurut Trisna Julian, teknologi e-nose ini memiliki potensi besar untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk diagnosis dini penyakit, pemantauan kualitas lingkungan, serta pengujian keamanan dan kualitas produk di industri pangan dan farmasi. “Keunggulan sistem ini adalah ukurannya yang portabel, konsumsi daya yang rendah, serta kemampuan analisis gas yang canggih berkat integrasi kecerdasan buatan,” ujarnya.

Dosen pembimbing penelitian, Prof. Kuwat Triyana, menambahkan bahwa inovasi ini tidak hanya memperkaya keilmuan di bidang sensor dan teknologi deteksi gas, tetapi juga membuka peluang pengembangan lebih lanjut dalam skala industri. “Ke depannya, sistem e-nose ini selain aspek kualitas metode feature extraction dan model machine learning yang digunakan, dapat dikembangkan sensor-sensor yang lebih fokus kepada aplikasi, misalnya fokus untuk mendeteksi tuberculosis, pneumonia, dan deteksi kehalalan makanan/bahan makanan,” jelasnya.

Dampak Sosial dan Ekonomi

Pengembangan e-nose ini berpotensi membawa dampak positif yang signifikan dalam berbagai sektor, baik sosial maupun ekonomi. Dalam bidang kesehatan, teknologi ini dapat digunakan untuk diagnosis dini penyakit melalui deteksi biomarker gas dalam napas manusia, yang memungkinkan pemeriksaan non-invasif dengan biaya yang lebih terjangkau dibandingkan dengan metode konvensional seperti tes darah atau pencitraan medis.

Dari segi industri, e-nose ini dapat diterapkan dalam kontrol kualitas makanan dan minuman, mendukung standar keamanan pangan, serta mengurangi risiko kontaminasi dan kerugian akibat produk cacat. Selain itu, industri farmasi juga dapat memanfaatkan teknologi ini untuk memastikan stabilitas dan kualitas bahan aktif obat-obatan.

Di sektor lingkungan, e-nose dapat digunakan untuk mendeteksi polusi udara secara real-time, membantu pemerintah dan lembaga terkait dalam memantau kualitas udara serta mengambil tindakan mitigasi yang lebih cepat terhadap ancaman polusi. Dengan sifatnya yang portabel dan hemat energi, e-nose ini sangat ideal untuk diterapkan dalam berbagai kondisi, termasuk di daerah terpencil atau minim infrastruktur.

Gambar klasifikasi gas menggunakan linear discriminant analysis (LDA)

Kontribusi terhadap Sustainable Development Goals (SDGs)

Inovasi ini sejalan dengan dua poin utama dalam Sustainable Development Goals (SDGs) yang ditetapkan oleh Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB):

  1. SDG 3 – Good Health and Well-Being: Teknologi e-nose ini mendukung kesehatan masyarakat dengan memungkinkan deteksi dini penyakit dan pemantauan kualitas udara yang lebih baik, sehingga dapat mengurangi risiko kesehatan akibat polusi dan keterlambatan diagnosis.
  2. SDG 9 – Industry, Innovation, and Infrastructure: Pengembangan teknologi berbasis e-nose ini mendorong inovasi dalam industri kesehatan, pangan, dan lingkungan, serta membuka peluang bagi sektor manufaktur dalam menciptakan produk berbasis sensor yang lebih canggih dan efisien.

Penelitian ini merupakan bagian dari upaya UGM dalam mengembangkan teknologi berbasis riset yang dapat memberikan manfaat bagi masyarakat luas. Dengan prestasi ini, Trisna Julian telah membuktikan bahwa mahasiswa UGM mampu bersaing dan berkontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di tingkat internasional.

Untuk informasi lebih lanjut mengenai penelitian ini, kunjungi publikasi di jurnal ACS Omega: ACS Omega, 2020, 5, 29492–29503.

Read More

Sensor Safrole Berbasis Nanofiber PVAc: Inovasi Baru untuk Deteksi Precursor Ekstasi

Yogyakarta, Indonesia — Tim peneliti dari Lab Fisika Material dan Instrumentasi, Departemen Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada (UGM) bersama mitra peneliti dari Universitas Sebelas Maret dan Technische Universität Braunschweig, Germany serta dukungan dari Mabes Polri Jakarta berhasil mengembangkan prototipe sensor safrole berbasis Quartz Crystal Microbalance (QCM) yang dilapisi nanofiber polivinil asetat (PVAc). Sensor ini dinilai sangat sensitif, selektif, dan berbiaya rendah, sehingga berpotensi menjadi alat pendeteksi dini yang efektif untuk memerangi produksi ekstasi (MDMA) secara ilegal.

Mengapa Safrole Penting? 

Safrole adalah minyak kuning pucat yang secara alami ditemukan dalam tanaman seperti pala dan kayu manis. Namun, senyawa ini juga merupakan precursor kunci dalam sintesis ekstasi, obat psikoaktif ilegal yang banyak disalahgunakan. Menurut Interpol, pasar gelap ekstasi global diperkirakan bernilai $12 miliar per tahun, dengan Asia Tenggara sebagai salah satu wilayah produksi utama. Di Indonesia, kasus peredaran ekstasi meningkat 25% dalam lima tahun terakhir (Badan Narkotika Nasional, 2023).

Prototip sensor baru ini mampu mendeteksi safrole hingga 0,7 bagian per juta (ppm) sehingga cukup sensitif. “Ini langkah inovatif untuk mencegah penyalahgunaan bahan kimia berbahaya sekaligus melindungi masyarakat dari dampak narkoba,” ujar Prof. Kuwat Triyana, ketua tim peneliti.

Teknologi di Balik Sensor 

Sensor QCM bekerja dengan mengukur perubahan frekuensi getaran kristal kuarsa saat molekul safrole menempel pada permukaannya. Untuk meningkatkan sensitivitas, tim UGM menggunakan lapisan nanofiber PVAc yang dibuat melalui teknik electrospinning.

Dampak Sosial dan Kriminal 

Pengembangan sensor ini tidak hanya relevan secara ilmiah, tetapi juga memiliki implikasi sosial yang luas:

  1. Pencegahan Kejahatan Terorganisir: Jaringan narkoba sering menggunakan safrole yang diselundupkan dari industri legal (misalnya, minyak atsiri) untuk produksi ekstasi. Sensor portabel ini dapat digunakan di bandara, pelabuhan, atau lokasi rawan untuk mendeteksi safrole secara real-time.
  2. Perlindungan Lingkungan: Produksi ekstasi ilegal sering meninggalkan limbah kimia beracun. Deteksi dini safrole dapat memutus mata rantai produksi sebelum merusak ekosistem.
  3. Kesehatan Publik: Ekstasi menyebabkan ketergantungan, gangguan mental, dan risiko overdosis. Dengan membatasi akses bahan bakunya, sensor ini turut mendukung program rehabilitasi pengguna narkoba.

Gambar 1 adalah foto dengan scanning electron microscopy (SEM, JEOL JSM-6510)memperlihatkan perbandingan morfologi permukaan sensor berupa PVAc antara bentuk film tipis (halus dengan pori-pori kecil) dan nanofiber (bertekstur kasar dengan pori-pori besar). Struktur nanofiber meningkatkan luas permukaan hingga 3 kali lipat, memungkinkan lebih banyak molekul safrole terikat.

Gambar 2 menjelaskan mekanisme interaksi antara PVAc dan safrole. Gugus oksigen pada PVAc (bersifat basa Lewis) berikatan dengan proton pada safrole (asam Lewis) melalui gaya dipol-dipol. Interaksi fisik ini memicu pergeseran frekuensi QCM, yang kemudian diterjemahkan sebagai sinyal deteksi.

Tautan dengan SDGs 

Penelitian ini selaras dengan Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs):

– SDG 3 (Kesehatan yang Baik): Meminimalkan dampak kesehatan dari penyalahgunaan narkoba.

– SDG 9 (Industri, Inovasi, dan Infrastruktur): Inovasi teknologi sensor yang terjangkau.

– SDG 16 (Perdamaian dan Keadilan): Memerangi kejahatan terorganisir dan perdagangan narkoba.

Potensi Pasar dan Tantangan 

Tim peneliti telah bekerja sama dengan Kepolisian Indonesia untuk uji coba sensor di lapangan. Jika diproduksi massal, harga sensor ini diprediksi 50% lebih murah dibandingkan alat kromatografi konvensional. Namun, tantangan tetap ada, seperti interferensi uap air dan kebutuhan kalibrasi rutin.

“Kami berharap kelak kalau sensor ini sudah diproduksi dengan standar industri tidak hanya digunakan di Indonesia, tetapi juga di negara lain yang menghadapi masalah serupa,” tambah Kuwat Triyana.

Artikel ini ditulis berdasarkan penelitian: Triyana, K. et al. (2019). A highly sensitive safrole sensor based on polyvinyl acetate (PVAc) nanofiber-coated QCM. Scientific Reports, 9(1), 15407.

#LawanNarkoba #InovasiIndonesia #SDGs

Read More

Antusiasme Warga FMIPA UGM Mendorong Gaya Hidup Sehat Lewat Senam Rutin Jumat Pagi

Pada Jumat, 14 Februari 2025, FMIPA UGM kembali mengadakan senam Jumat Pagi.  Sebanyak 20 peserta yang terdiri dari dosen, tenaga pendidik, dan mahasiswa, antusias dalam mengikuti kegiatan rutin FMIPA UGM  ini. Dalam acara ini juga disediakan camilan sehat seperti pisang, kacang, dan jagung rebus yang menambah semangat peserta setelah senam berakhir.

“Saya sangat antusias dalam mengikuti kegiatan FMIPA UGM ini selain untuk meningkatkan gaya hidup sehat, ini juga bisa menjadi ajang hiburan sebelum kemudian kembali ke pekerjaan sehari-hari,” ujar Ika selaku pegawai FMIPA UGM.

Kegiatan senam ini mendorong peningkatan kesehatan civitas akademika FMIPA UGM melalui aktivitas fisik, menjadikannya wujud nyata dari penerapan poin ke-3 Sustainable Development Goals (SDGs) yakni Kehidupan Sehat dan Sejahtera. Selain itu, kegiatan tersebut turut berkontribusi dalam jaminan pelayanan kesehatan bagi masyarakat kampus untuk dapat melakukan pencegahan terhadap berbagai penyakit yang datang akibat kurangnya aktivitas fisik.

Penulis: Amalia Nurmalitasari
Editor: Meitha Eka Nurhasanah
Dokumentasi: Lorria Ardhani

Read More

100 Tahun Mekanika Kuantum: Kontribusi Fisika dalam Mengubah Dunia

Tahun 2025 menandai peringatan 100 tahun mekanika kuantum, sebuah tonggak sejarah dalam dunia fisika yang telah mengubah pemahaman kita tentang alam semesta. Untuk memperingatinya, Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) menetapkan 2025 sebagai Tahun Internasional Sains dan Teknologi Kuantum. Perayaan ini bukan sekadar nostalgia akademik, tetapi juga pengakuan atas peran besar fisika dalam membentuk teknologi modern yang kita gunakan sehari-hari.

Awal Revolusi Kuantum

Sebelum mekanika kuantum, pemahaman kita tentang alam semesta didasarkan pada fisika klasik, yang bekerja dengan baik untuk benda-benda besar seperti planet dan bintang. Namun, ketika ilmuwan mulai meneliti dunia atom, mereka menemukan anomali yang tidak dapat dijelaskan oleh hukum fisika Newton. Pada 1925, pertemuan ilmuwan di Konferensi Solvay, Brussels, menjadi titik balik yang melahirkan revolusi kuantum. Para raksasa fisika seperti Albert Einstein, Werner Heisenberg, dan Erwin Schrödinger berusaha menjawab pertanyaan mendasar tentang sifat atom.

Mekanika kuantum membawa konsep revolusioner, seperti superposisi, ketidakpastian Heisenberg, dan entanglement (keterkaitan kuantum), yang mengguncang cara kita memahami realitas. Superposisi berarti partikel kuantum dapat berada dalam beberapa keadaan sekaligus hingga diukur. Entanglement maksudnya adalah dua partikel dapat tetap terhubung meskipun terpisah oleh jarak yang sangat jauh. Sementara itu, ketidakpastian Heisenberg menunjukkan bahwa semakin akurat kita mengukur posisi suatu partikel, semakin sulit mengetahui momentumnya, dan sebaliknya.

Kontribusi Mekanika Kuantum dalam Teknologi Modern

Seabad setelah kelahirannya, mekanika kuantum telah menjadi pilar utama berbagai teknologi mutakhir:

  1. Elektronika dan Komputasi
    Tanpa mekanika kuantum, tidak akan ada transistor dan semikonduktor, yang menjadi dasar bagi semua perangkat elektronik modern, termasuk ponsel pintar dan komputer.
  2. Kedokteran dan Diagnostik
    Teknologi pencitraan medis seperti MRI (Magnetic Resonance Imaging) memanfaatkan prinsip resonansi kuantum untuk menghasilkan gambaran organ dalam tubuh dengan akurasi tinggi.
  3. Energi Terbarukan
    Panel surya (fotovoltaik) bekerja berdasarkan efek fotolistrik yang pertama kali dijelaskan oleh Einstein, memungkinkan konversi energi matahari menjadi listrik.
  4. Keamanan Digital dan Komunikasi
    Kriptografi kuantum menawarkan sistem keamanan yang hampir tidak bisa diretas, menjadikannya solusi masa depan dalam perlindungan data.
  5. Pemahaman Alam Semesta
    Mekanika kuantum berperan dalam memahami proses fusi nuklir di bintang serta membantu penelitian mengenai evolusi galaksi dan struktur alam semesta.

Masa Depan Fisika Kuantum: Tantangan dan Peluang

Saat dunia merayakan 100 tahun revolusi kuantum, ilmuwan masih berusaha menjawab pertanyaan mendasar yang belum terpecahkan, seperti bagaimana transisi dari dunia kuantum ke dunia klasik terjadi (dekoherensi) dan bagaimana menyatukan mekanika kuantum dengan relativitas umum Einstein.

Selain itu, perkembangan komputasi kuantum menjanjikan lompatan besar dalam berbagai industri, termasuk:

  • Farmasi: Simulasi molekuler untuk menemukan obat baru dengan lebih cepat.
  • Material baru: Pengembangan bahan dengan sifat yang belum pernah ada sebelumnya.
  • Keamanan siber: Sistem enkripsi yang tidak dapat dipecahkan oleh komputer klasik.

Kesadaran Publik dan Peran Pendidikan Fisika

Di tengah pencapaian luar biasa ini, ada tantangan besar di Indonesia: minat generasi muda terhadap fisika semakin menurun. Sistem pendidikan saat ini, termasuk kebijakan Merdeka Belajar Kampus Merdeka (MBKM), kurang menekankan penguatan dasar-dasar sains, yang mengakibatkan berkurangnya jumlah siswa yang tertarik mendalami fisika.

Stereotip negatif terhadap fisika sebagai mata pelajaran yang sulit dan kurang memberikan prospek kerja yang menjanjikan juga semakin memperburuk keadaan. Padahal, banyak industri berbasis teknologi membutuhkan lulusan fisika dengan keahlian tinggi dalam analisis data, pemodelan matematis, dan pengembangan teknologi canggih.

Untuk mengatasi tantangan ini, penting bagi akademisi, pemerintah, dan industri untuk bekerja sama dalam:

  1. Memperkuat kurikulum fisika agar lebih aplikatif dan menarik.
  2. Mendorong kolaborasi riset antara universitas dan industri untuk menciptakan lapangan kerja berbasis sains.
  3. Meningkatkan kesadaran publik akan pentingnya fisika melalui media sosial, seminar, dan program edukasi.

Kesimpulan: Fisika sebagai Pilar Masa Depan

100 tahun mekanika kuantum telah membuktikan bahwa fisika bukan sekadar teori, melainkan fondasi bagi kemajuan teknologi dan inovasi yang mengubah dunia. Jika Indonesia ingin menjadi bagian dari revolusi teknologi global, maka pendidikan fisika harus mendapat perhatian lebih serius.

Di tengah perayaan ini, harapannya adalah generasi muda Indonesia kembali tertarik dengan fisika dan menyadari bahwa di balik keajaiban teknologi modern, terdapat peran besar para fisikawan yang telah berjuang untuk memahami alam semesta dari tingkat terkecil hingga terbesar.

Relevansi mekanika kuantum terhadap Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs) sangat kuat, terutama dalam bidang:

SDG 4 (Pendidikan Berkualitas): Mendorong integrasi mekanika kuantum dalam kurikulum sekolah untuk membangun generasi ilmuwan masa depan.
SDG 7 (Energi Bersih dan Terjangkau): Pengembangan sel surya berbasis efek kuantum untuk meningkatkan efisiensi energi terbarukan.
SDG 9 (Industri, Inovasi, dan Infrastruktur): Mendorong investasi dalam teknologi kuantum untuk mendukung ekonomi digital Indonesia.
SDG 16 (Perdamaian, Keadilan, dan Kelembagaan yang Kuat): Penggunaan kriptografi kuantum untuk meningkatkan keamanan siber nasional.

Read More

Lowongan Kerja : Jasa Marga

Calling Out Candidates! 📢
Kawan JM! Siapa nih yang dari kemarin udah sering nanyain ke Mimin kapan rekrutmen Jasa Marga dibuka? Akhirnya kesempatan yang ditunggu-tunggu datang juga! 🎉
Jasa Marga membuka peluang bagi kamu yang ingin menjadi future leader di perusahaan jalan tol pertama dan terbesar di Indonesia! Dengan pengalaman lebih dari 47 tahun di industri jalan tol nasional, Jasa Marga siap memberikan kesempatan untukmu tumbuh dan berkembang. 🌟
Posisi yang Dibutuhkan:
✅ Engineering Assistant
✅ Operation Management Assistant
✅ Finance and Business Assistant
✅ Legal and Compliance Assistant
✅ Business Support Assistant
✅ Information Technology Assistant
📌 Persyaratan:
🔹 Usia: Maks. 30 tahun
🔹 Pendidikan: Lulusan S1 (IPK min. 3.00)
Segera daftarkan dirimu melalui link berikut:
🚨 Hati-hati terhadap penipuan yang mengatasnamakan rekrutmen Jasa Marga! Informasi resmi hanya disampaikan melalui kanal media sosial milik FHCI BUMN (@fhci.bumn).
Jangan lewatkan kesempatan ini untuk menjadi bagian dari perjalanan Jasa Marga dalam membangun konektivitas Indonesia! 🌉
Read More

Mahasiswa Magister Fisika UGM Kembangkan Electronic Nose Terkecil Berbasis Sensor QCM

Prestasi membanggakan ditorehkan oleh mahasiswa Program Studi Magister Fisika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), Universitas Gadjah Mada (UGM). Trisna Julian, alumni mahasiswa magister Fisika UGM, pada saat riset tesisnya berhasil mengembangkan sistem electronic nose (e-nose) berbasis sensor gas berbasis Quartz Crystal Microbalance (QCM) yang inovatif, berbiaya rendah, dan memiliki ukuran (hanya sebesar telepon genggam) paling kecil dibandingkan dengan teknologi sejenis.

Dalam penelitian yang dipublikasikan di jurnal ACS Omega, Trisna dan tim berhasil merancang sistem e-nose portabel yang bekerja berdasarkan prinsip deteksi gravimetrik, di mana perubahan massa akibat adsorpsi molekul pada permukaan polimer dapat menyebabkan pergeseran frekuensi resonansi sensor QCM. Sistem ini menggunakan array sensor QCM yang difungsikan dengan berbagai lapisan polimer aktif, seperti polyacrylonitrile, poly(vinylidene fluoride), poly(vinyl pyrrolidone), dan poly(vinyl acetate).

Gambar system e-nose dan skema operasionalnya (Julian dkk., 2020)

Salah satu keunggulan utama dari e-nose yang dikembangkan oleh Trisna Julian adalah ukurannya yang sangat kecil dibandingkan dengan e-nose konvensional. Dengan desain yang ringkas, perangkat ini memungkinkan penggunaan yang lebih fleksibel dalam berbagai situasi, termasuk aplikasi medis, industri pangan, dan pemantauan kualitas udara. Selain itu, konsumsi daya yang sangat rendah menjadi faktor pembeda utama dari inovasi ini. Sensor yang digunakan dalam sistem ini beroperasi dalam suhu ruang tanpa memerlukan pemanasan tambahan, sehingga dapat menghemat energi secara signifikan dibandingkan dengan sensor berbasis metal-oxide semiconductors (MOS) yang membutuhkan suhu tinggi untuk bekerja secara optimal.

Sistem e-nose ini dilengkapi dengan sirkuit akuisisi data (DAQ) multisaluran yang telah dikalibrasi, sehingga dapat mencapai resolusi frekuensi hingga 0,5 Hz. Dengan sensitivitas tinggi terhadap berbagai senyawa organik volatil (volatile organic compounds, VOCs), serta dukungan algoritma pembelajaran mesin seperti Linear Discriminant Analysis (LDA) dan Support Vector Machine (SVM), sistem ini mampu mengklasifikasikan berbagai analit dengan tingkat akurasi hingga 99%.

Menurut Trisna Julian, teknologi e-nose ini memiliki potensi besar untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk diagnosis dini penyakit, pemantauan kualitas lingkungan, serta pengujian keamanan dan kualitas produk di industri pangan dan farmasi. “Keunggulan sistem ini adalah ukurannya yang portabel, konsumsi daya yang rendah, serta kemampuan analisis gas yang canggih berkat integrasi kecerdasan buatan,” ujarnya.

Dosen pembimbing penelitian, Prof. Kuwat Triyana, menambahkan bahwa inovasi ini tidak hanya memperkaya keilmuan di bidang sensor dan teknologi deteksi gas, tetapi juga membuka peluang pengembangan lebih lanjut dalam skala industri. “Ke depannya, sistem e-nose ini selain aspek kualitas metode feature extraction dan model machine learning yang digunakan, dapat dikembangkan sensor-sensor yang lebih fokus kepada aplikasi, misalnya fokus untuk mendeteksi tuberculosis, pneumonia, dan deteksi kehalalan makanan/bahan makanan,” jelasnya.

Dampak Sosial dan Ekonomi

Pengembangan e-nose ini berpotensi membawa dampak positif yang signifikan dalam berbagai sektor, baik sosial maupun ekonomi. Dalam bidang kesehatan, teknologi ini dapat digunakan untuk diagnosis dini penyakit melalui deteksi biomarker gas dalam napas manusia, yang memungkinkan pemeriksaan non-invasif dengan biaya yang lebih terjangkau dibandingkan dengan metode konvensional seperti tes darah atau pencitraan medis.

Dari segi industri, e-nose ini dapat diterapkan dalam kontrol kualitas makanan dan minuman, mendukung standar keamanan pangan, serta mengurangi risiko kontaminasi dan kerugian akibat produk cacat. Selain itu, industri farmasi juga dapat memanfaatkan teknologi ini untuk memastikan stabilitas dan kualitas bahan aktif obat-obatan.

Di sektor lingkungan, e-nose dapat digunakan untuk mendeteksi polusi udara secara real-time, membantu pemerintah dan lembaga terkait dalam memantau kualitas udara serta mengambil tindakan mitigasi yang lebih cepat terhadap ancaman polusi. Dengan sifatnya yang portabel dan hemat energi, e-nose ini sangat ideal untuk diterapkan dalam berbagai kondisi, termasuk di daerah terpencil atau minim infrastruktur.

Gambar klasifikasi gas menggunakan linear discriminant analysis (LDA)

Kontribusi terhadap Sustainable Development Goals (SDGs)

Inovasi ini sejalan dengan dua poin utama dalam Sustainable Development Goals (SDGs) yang ditetapkan oleh Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB):

  1. SDG 3 – Good Health and Well-Being: Teknologi e-nose ini mendukung kesehatan masyarakat dengan memungkinkan deteksi dini penyakit dan pemantauan kualitas udara yang lebih baik, sehingga dapat mengurangi risiko kesehatan akibat polusi dan keterlambatan diagnosis.
  2. SDG 9 – Industry, Innovation, and Infrastructure: Pengembangan teknologi berbasis e-nose ini mendorong inovasi dalam industri kesehatan, pangan, dan lingkungan, serta membuka peluang bagi sektor manufaktur dalam menciptakan produk berbasis sensor yang lebih canggih dan efisien.

Penelitian ini merupakan bagian dari upaya UGM dalam mengembangkan teknologi berbasis riset yang dapat memberikan manfaat bagi masyarakat luas. Dengan prestasi ini, Trisna Julian telah membuktikan bahwa mahasiswa UGM mampu bersaing dan berkontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di tingkat internasional.

Untuk informasi lebih lanjut mengenai penelitian ini, kunjungi publikasi di jurnal ACS Omega: ACS Omega, 2020, 5, 29492–29503.

Read More

Sensor Safrole Berbasis Nanofiber PVAc: Inovasi Baru untuk Deteksi Precursor Ekstasi

Yogyakarta, Indonesia — Tim peneliti dari Lab Fisika Material dan Instrumentasi, Departemen Fisika FMIPA Universitas Gadjah Mada (UGM) bersama mitra peneliti dari Universitas Sebelas Maret dan Technische Universität Braunschweig, Germany serta dukungan dari Mabes Polri Jakarta berhasil mengembangkan prototipe sensor safrole berbasis Quartz Crystal Microbalance (QCM) yang dilapisi nanofiber polivinil asetat (PVAc). Sensor ini dinilai sangat sensitif, selektif, dan berbiaya rendah, sehingga berpotensi menjadi alat pendeteksi dini yang efektif untuk memerangi produksi ekstasi (MDMA) secara ilegal.

Mengapa Safrole Penting? 

Safrole adalah minyak kuning pucat yang secara alami ditemukan dalam tanaman seperti pala dan kayu manis. Namun, senyawa ini juga merupakan precursor kunci dalam sintesis ekstasi, obat psikoaktif ilegal yang banyak disalahgunakan. Menurut Interpol, pasar gelap ekstasi global diperkirakan bernilai $12 miliar per tahun, dengan Asia Tenggara sebagai salah satu wilayah produksi utama. Di Indonesia, kasus peredaran ekstasi meningkat 25% dalam lima tahun terakhir (Badan Narkotika Nasional, 2023).

Prototip sensor baru ini mampu mendeteksi safrole hingga 0,7 bagian per juta (ppm) sehingga cukup sensitif. “Ini langkah inovatif untuk mencegah penyalahgunaan bahan kimia berbahaya sekaligus melindungi masyarakat dari dampak narkoba,” ujar Prof. Kuwat Triyana, ketua tim peneliti.

Teknologi di Balik Sensor 

Sensor QCM bekerja dengan mengukur perubahan frekuensi getaran kristal kuarsa saat molekul safrole menempel pada permukaannya. Untuk meningkatkan sensitivitas, tim UGM menggunakan lapisan nanofiber PVAc yang dibuat melalui teknik electrospinning.

Dampak Sosial dan Kriminal 

Pengembangan sensor ini tidak hanya relevan secara ilmiah, tetapi juga memiliki implikasi sosial yang luas:

  1. Pencegahan Kejahatan Terorganisir: Jaringan narkoba sering menggunakan safrole yang diselundupkan dari industri legal (misalnya, minyak atsiri) untuk produksi ekstasi. Sensor portabel ini dapat digunakan di bandara, pelabuhan, atau lokasi rawan untuk mendeteksi safrole secara real-time.
  2. Perlindungan Lingkungan: Produksi ekstasi ilegal sering meninggalkan limbah kimia beracun. Deteksi dini safrole dapat memutus mata rantai produksi sebelum merusak ekosistem.
  3. Kesehatan Publik: Ekstasi menyebabkan ketergantungan, gangguan mental, dan risiko overdosis. Dengan membatasi akses bahan bakunya, sensor ini turut mendukung program rehabilitasi pengguna narkoba.

Gambar 1 adalah foto dengan scanning electron microscopy (SEM, JEOL JSM-6510)memperlihatkan perbandingan morfologi permukaan sensor berupa PVAc antara bentuk film tipis (halus dengan pori-pori kecil) dan nanofiber (bertekstur kasar dengan pori-pori besar). Struktur nanofiber meningkatkan luas permukaan hingga 3 kali lipat, memungkinkan lebih banyak molekul safrole terikat.

Gambar 2 menjelaskan mekanisme interaksi antara PVAc dan safrole. Gugus oksigen pada PVAc (bersifat basa Lewis) berikatan dengan proton pada safrole (asam Lewis) melalui gaya dipol-dipol. Interaksi fisik ini memicu pergeseran frekuensi QCM, yang kemudian diterjemahkan sebagai sinyal deteksi.

Tautan dengan SDGs 

Penelitian ini selaras dengan Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs):

– SDG 3 (Kesehatan yang Baik): Meminimalkan dampak kesehatan dari penyalahgunaan narkoba.

– SDG 9 (Industri, Inovasi, dan Infrastruktur): Inovasi teknologi sensor yang terjangkau.

– SDG 16 (Perdamaian dan Keadilan): Memerangi kejahatan terorganisir dan perdagangan narkoba.

Potensi Pasar dan Tantangan 

Tim peneliti telah bekerja sama dengan Kepolisian Indonesia untuk uji coba sensor di lapangan. Jika diproduksi massal, harga sensor ini diprediksi 50% lebih murah dibandingkan alat kromatografi konvensional. Namun, tantangan tetap ada, seperti interferensi uap air dan kebutuhan kalibrasi rutin.

“Kami berharap kelak kalau sensor ini sudah diproduksi dengan standar industri tidak hanya digunakan di Indonesia, tetapi juga di negara lain yang menghadapi masalah serupa,” tambah Kuwat Triyana.

Artikel ini ditulis berdasarkan penelitian: Triyana, K. et al. (2019). A highly sensitive safrole sensor based on polyvinyl acetate (PVAc) nanofiber-coated QCM. Scientific Reports, 9(1), 15407.

#LawanNarkoba #InovasiIndonesia #SDGs

Read More

Antusiasme Warga FMIPA UGM Mendorong Gaya Hidup Sehat Lewat Senam Rutin Jumat Pagi

Pada Jumat, 14 Februari 2025, FMIPA UGM kembali mengadakan senam Jumat Pagi.  Sebanyak 20 peserta yang terdiri dari dosen, tenaga pendidik, dan mahasiswa, antusias dalam mengikuti kegiatan rutin FMIPA UGM  ini. Dalam acara ini juga disediakan camilan sehat seperti pisang, kacang, dan jagung rebus yang menambah semangat peserta setelah senam berakhir.

“Saya sangat antusias dalam mengikuti kegiatan FMIPA UGM ini selain untuk meningkatkan gaya hidup sehat, ini juga bisa menjadi ajang hiburan sebelum kemudian kembali ke pekerjaan sehari-hari,” ujar Ika selaku pegawai FMIPA UGM.

Kegiatan senam ini mendorong peningkatan kesehatan civitas akademika FMIPA UGM melalui aktivitas fisik, menjadikannya wujud nyata dari penerapan poin ke-3 Sustainable Development Goals (SDGs) yakni Kehidupan Sehat dan Sejahtera. Selain itu, kegiatan tersebut turut berkontribusi dalam jaminan pelayanan kesehatan bagi masyarakat kampus untuk dapat melakukan pencegahan terhadap berbagai penyakit yang datang akibat kurangnya aktivitas fisik.

Penulis: Amalia Nurmalitasari
Editor: Meitha Eka Nurhasanah
Dokumentasi: Lorria Ardhani

Read More
Translate