SDG 13: Penanganan Perubahan Iklim

Dosen Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada, Prof. Dr. Eng. Fahrudin Nugroho, S.Si., M.Si., dikukuhkan Guru Besar, Selasa (22/4) di ruang Balai Senat Gedung Pusat UGM. Dalam pidato pengukuhan yang berjudul ‘Prospek Pengembangan Penelitian Dinamika Kompleks dalam Sistem Fisis’, Fahrudin menyoroti bagaimana konsep chaos dan turbulensi bukan sekadar istilah rumit di ruang kelas fisika, melainkan kenyataan yang membentuk banyak aspek kehidupan. “Di tengah dunia yang serba cepat dan kompleks, memahami ketidakteraturan justru menjadi kunci menciptakan solusi-solusi baru. Inilah sains yang mungkin terdengar abstrak, tapi dampaknya sangat nyata,” ungkapnya saat pidato pengukuhan dirinya sebagai Guru Besar dalam bidang Ilmu Dinamika Tak-linier dan Chaos di Balai Senat UGM, Selasa (22/4).

Chaos dan turbulensi sering kali ditemui tanpa disadari, mulai dari pola angin dan awan di langit, hingga dinamika fluida dalam dunia industri. Meski tampak acak, sistem ini tetap tunduk pada hukum-hukum dasar fisika dan memiliki struktur statistik yang bisa dianalisis. Artinya, dalam kekacauan pun, sains tetap bisa membaca pola tersembunyi. Ini menjadi landasan penting dalam dunia teknik, meteorologi, hingga penerbangan. “Turbulensi adalah keadaan aliran fluida yang sangat tidak teratur dan bergejolak, sedangkan istilah chaos sendiri merujuk pada dinamika sistem deterministik yang sangat sensitif terhadap kondisi awal,” terang Fahrudin.

Kini sebagai bidang yang terus berkembang, dinamika taklinier dan chaos menjangkau tiga cabang utama, yakni pengembangan teori, kontrol sistem, dan penerapan praktis. Fahrudin mencontohkan bagaimana algoritma pembelajaran mesin kini digunakan untuk memprediksi sistem yang chaotic, atau bagaimana teori bifurkasi berperan dalam memahami ketidakstabilan sistem ekologis. Di sinilah letak menariknya, sesuatu yang tampak berantakan bisa jadi hanya proses menuju keseimbangan baru, dan memahami proses tersebut dapat menyelamatkan banyak hal, mulai dari sistem alam hingga kesehatan manusia.“Chaos tidak selalu bersifat permanen, kadang hanya fase dinamis sementara,” ujarnya.

Di UGM sendiri, penelitian tentang dinamika chaos telah berkembang pesat. Salah satunya melalui rancang bangun sistem Rayleigh-Bénard Convection (RBC) yang memungkinkan peneliti mengamati transisi aliran dari teratur ke turbulen. Selain itu, Departemen Fisika UGM juga mengembangkan studi elektro-hidrodinamika (EHD) dalam kristal cair, yang telah berhasil mengungkap fenomena soft-mode turbulence (SMT), suatu jenis turbulensi dengan sifat ketaklinieran rendah. Temuan ini tidak hanya membuka ruang riset dasar, tetapi juga menjanjikan aplikasi di bidang teknologi material dan elektronika. “Kami menemukan adanya glassy dynamics pada SMT, serta respons SMT terhadap medan magnet bolak-balik yang menyerupai karakteristik feromagnetik,” jelas Fahrudin.

Tidak hanya eksperimen, tim peneliti juga mengeksplorasi pendekatan numerik dengan menganalisis berbagai persamaan diferensial nonlinier, seperti Kuramoto–Sivashinsky, Swift-Hohenberg, dan Nikolaevskii. Lewat simulasi ini, para peneliti dapat menguji hipotesis tanpa harus langsung ke laboratorium. Ini juga memungkinkan eksplorasi ide-ide baru yang bisa dikembangkan lebih lanjut menjadi teknologi aplikatif. “Simulasi ini memberikan wawasan penting tentang transisi dari dinamika biasa menuju chaos, serta struktur tersembunyi dalam turbulensi,” jelasnya.

Fahrudin juga menyinggung tokoh-tokoh penting dalam sejarah bidang ini, mulai dari Pierre-Gilles de Gennes, Giorgio Parisi, hingga Edward Ott. Dari mereka, dunia belajar bahwa sistem yang tampak kacau bisa mengandung keteraturan tersembunyi yang penting untuk kemajuan teknologi, komunikasi, hingga kecerdasan buatan. Ia mencontohkan teknologi komunikasi berbasis chaos shift keying yang sulit diintersepsi, menjadikannya relevan dalam pengembangan sistem keamanan data dan Internet of Things (IoT). Sains chaos pun kini bukan hanya studi akademik, tetapi juga bagian dari masa depan teknologi digital yang makin terhubung.

Menutup pidatonya, Fahrudin menyampaikan rasa terima kasih kepada keluarga, kolega, institusi, dan semua pihak yang telah mendukung perjalanannya hingga mencapai titik ini. Ia juga menitipkan harapan bagi generasi ilmuwan berikutnya untuk terus menggali potensi dinamika kompleks dalam sistem fisis. “Melalui pemahaman terhadap dinamika kompleks, kita dapat mengembangkan metode baru untuk mengendalikan dan memanfaatkan fenomena ini, baik untuk memahami alam lebih dalam maupun menerapkannya dalam teknologi. Di tengah dunia yang semakin kompleks, mungkin justru chaos-lah yang bisa menuntun kita menemukan pola, harapan, dan terobosan,” pungkasnya.

Ketua Majelis Dewan Guru Besar UGM, Prof. Dr. M. Baiquni, M.A., menyampaikan bahwa dengan pengukuhan ini, Prof. Fahrudin Nugroho menjadi bagian dari 526 Guru Besar aktif Universitas Gadjah Mada, sekaligus memperkuat barisan 56 Guru Besar aktif yang dimiliki oleh FMIPA UGM. Capaian ini tidak hanya memperkuat posisi UGM sebagai pusat keunggulan akademik di bidang dinamika kompleks dalam sistem fisis, tetapi juga menjadi bagian dari warisan keilmuan yang terus tumbuh, menyemai pemikiran dan pengabdian bagi kemajuan bangsa.

Penulis : Triya Andriyani
Foto     : Firsto

Sumber: https://ugm.ac.id/id/berita/dosen-fmipa-ugm-prof-fahrudin-nugroho-dikukuhkan-guru-besar/