Biografi Paul Dirac – Fisikawan Besar Inggris

Setelah menuntaskan pendidikan SMA dan sekolah teknik, Paul Dirac melanjutkan studi di Jurusan teknik elektronika Universitas Bristol pada tahun 1918 untuk mencar ilmu menjadi insinyur teknik elektronika. Pilihannya ini diambil berdasarkan tawaran ayahnya yang menginginkan Paul menerima pekerjaan yang baik. Dirac menuntaskan kuliahnya dengan baik, namun beliau tidak mendapatkan pekerjaan yang sesuai paska berkecamuknya perang dunia pada saat itu. Keinginannya adalah pergi ke Universitas Cambridge untuk meperdalam matematika dan fisika. Dia diterima di perguruan tinggi St John Cambridge pada tahun 1921, tetapi hanya disediakan beasiswa yang tidak memadai untuk menuntaskan kuliahnya. Untungnya dia sanggup mengambil kuliah matematika terapan di Universitas Bristol selama dua tahun tanpa harus membayar duit kuliah dan tetap dapat tinggal di rumah. Setelah itu pada tahun 1923 ia sukses menerima beasiswa penuh di perguruan St John dan dana observasi dari Departemen perindustrian dan sains, tetapi dana inipun belum bisa menutupi jumlah biaya yang diharapkan untuk kuliah di Cambridge.

Pada akibatnya Paul Dirac sukses merealisasikan keinginannya kuliah di Akademi St John alasannya adalah adanya usul dari pihak universitas. Di Cambridge Paul Dirac melaksanakan semua pekerjaan sepanjang hidupnya sejak kuliah paska sarjananya pada tahun 1923 sampai pensiun selaku profesor (lucasian professor) pada tahun 1969. Dirac pertanda bahwa dirinya layak mendapatkan beasiswa yang diberikan pihak universitas untuk kuliah di Cambridge.

Pada tanggal 20 oktober 1984 Paul Dirac meninggal dunia pada usia 82 tahun, selaku peraih kado nobel fisika tahun 1933 dan anggota British order of merit tahun 1973. Paul Dirac ialah fisikawan teoretis Inggris terbesar di era ke-20. Pada tahun 1995 perayaan besar diselenggarakan di London untuk mengenang hasil karyanya dalam fisika. Sebuah monumen dibentuk di Westminster Abbey untuk mengabadikan namanya dan hasil karyanya, di mana di sini beliau bergabung bersama sejumlah monumen yang sama yang dibentuk untuk Newton, Maxwell, Thomson, Green, dan fisikawan-fisikawan besar lainnya. Pada monumen itu disertakan pula Persamaan Dirac dalam bentuk relativistik yang kompak. Sebenarnya persamaan ini bukanlah persamaan yang digunakan Dirac pada dikala itu, tetapi lalu persamaan ini dipakai oleh mahasiswanya.

Dirac mengukuhkan teori mekanika kuantum dalam bentuk yang paling umum dan berbagi persamaan relativistik untuk elektron, yang sekarang dinamakan menggunakan nama beliau yakni persamaan Dirac. Persamaan ini juga mengharuskan adanya eksistensi dari pasangan antipartikel untuk setiap partikel contohnya positron sebagai antipartikel dari elektron. Dia yaitu orang pertama yang mengembangkan teori medan kuantum yang menjadi landasan bagi pengembangan seluruh teori wacana partikel subatom atau partikel elementer. Pekerjaan ini menawarkan dasar bagi pengertian kita perihal gaya-gaya alamiah. Dia mengajukan dan menilik desain kutub magnet tunggal (magnetic monopole), suatu objek yang masih belum mampu dibuktikan keberadaannya, selaku cara untuk memasukkan simetri yang lebih besar ke dalam persamaan medan elektromagnetik Maxwell. Paul Dirac melakukan kuantisasi medan gravitasi dan membangun teori medan kuantum biasa dengan konstrain dinamis, yang memberikan landasan bagi terbentuknya Teori Gauge dan Teori Superstring, selaku calon Theory Of Everything, yang meningkat sekarang. Teori-teorinya masih kuat dan penting dalam perkembangan fisika hingga ketika ini, dan persamaan dan rancangan yang dikemukakannya menjadi materi diskusi di kuliah-kuliah fisika teori di seluruh dunia.

Dirac bersama Heisenberg, dua orang ysng berjasa dalam pengembangan fisika kuantum

Langkah permulaan menuju teori kuantum gres dimulai oleh Dirac pada tamat September 1925. Saat itu, R H Fowler pembimbing risetnya mendapatkan salinan makalah dari Werner Heisenberg berisi klarifikasi dan pembuktian teori kuantum lama Bohr dan Sommerfeld, yang masih mengacu pada prinsip korespondensi Bohr tetapi berubah persamaannya sehingga teori ini mencakup secara langsung kuantitas observabel. Fowler mengirimkan makalah Heisenberg kepada Dirac yang sedang berlibur di Bristol dan menyuruhnya untuk mempelajari makalah itu secara teliti. Perhatian Dirac eksklusif tertuju pada kekerabatan matematis yang asing, pada ketika itu, yang dikemukakan oleh Heisenberg. Beberapa pekan lalu sehabis kembali ke Cambridge, Dirac terjaga bahwa bentuk matematika tersebut memiliki bentuk yang sama dengan kurung poisson (Poisson bracket) yang terdapat dalam fisika klasik dalam pembahasan perihal dinamika klasik dari gerak partikel.

Didasarkan pada pedoman ini dengan segera beliau merumuskan ulang teori kuantum yang didasarkan pada variabel dinamis non-komut (non-comuting dinamical variables). Cara ini membawanya kepada formulasi mekanika kuantum yang lebih umum daripada yang telah dirumuskan oleh fisikawan lainnya. Pekerjaan ini merupakan pencapaian terbaik yang dijalankan oleh Dirac yang menempatkannya lebih tinggi dari fisikawan lain yang pada dikala itu sama-sama mengembangkan teori kuantum. Sebagai fisikawan muda yang baru berusia 25 tahun, dia cepat diterima oleh komunitas fisikawan teoretis pada abad itu. Dia diundang untuk mengatakan di konferensi-konferensi yang diselenggarakan oleh komunitas fisika teori, tergolong kongres Solvay pada tahun 1927 dan tergabung sebagai anggota dengan hak-hak yang serupa dengan anggota yang lain yang terdiri dari para ahli fisika ternama dari seluruh dunia.

Formulasi lazim wacana teori kuantum yang dikembangkan oleh Dirac memungkinkannya untuk melangkah lebih jauh. Dengan formulasi ini, beliau bisa mengembangkan teori transformasi yang dapat menghubungkan aneka macam formulasi-formulasi yang berlainan dari teori kuantum. Teori tranformasi memperlihatkan bahwa semua formulasi tersebut intinya mempunyai konsekuensi fisis yang sama, baik dalam persamaan mekanika gelombang Schrodinger maupun mekanika matriksnya Heisenberg. Ini ialah pencapaian yang gemilang yang menenteng pada pengertian dan kegunaan yang lebih luas dari mekanika kuantum.

Teori transformasi ini ialah puncak dari pengembangan mekanika kuantum oleh Dirac alasannya adalah teori ini menyatukan aneka macam model dari mekanika kuantum, yang juga memberikan jalan bagi pengembangan mekanika kuantum selanjutnya. Di kemudian hari rumusan teori transformasi ini menjadi miliknya sebagaimana tidak ada model mekanika kuantum yang tidak menyertainya. Bersama dengan teori transformasi, mekanika kuantum versi Dirac disajikan dalam bentuk yang sederhana dan indah, dengan struktur yang memberikan kepraktisan dan desain yang mewah , tetapi berkaitan bersahabat dengan teori klasik. konsep ini memberikan terhadap kita faktor baru dari alam semesta yang belum pernah terbayangkan sebelumnya.

Karier cemerlang Dirac bantu-membantu sudah tampak saat dia masih berada di tingkat sarjana. Pada dikala itu Dirac sudah menyadari pentingnya teori relativitas khusus dalam fisika, suatu teori yang menimbulkan Einstein populer pada tahun 1905, yang dipelajari Dirac dari kuliah yang dibawakan oleh C D Broad, seorang profesor filsafat di Universitas Bristol. Sebagian besar makalah yang dibentuk Dirac sebagai mahasiswa paska sarjana ditujukan untuk menyajikan bentuk baru dari rumusan yang sudah ada dalam literatur menjadi rumusan yang tepat (kompatibel) dengan relativitas khusus. Pada tahun 1927 Dirac berhasil berbagi teori elektron yang memenuhi keadaan yang disyaratkan oleh teori relativitas khusus dan mempublikasikan persamaan relativistik yang invarian untuk elektron pada permulaan tahun 1928.

Sebagian fisikawan lain bergotong-royong mempunyai fatwa yang serupa dengan apa yang dilaksanakan oleh Dirac, walaupun demikian belum ada yang mampu menemukan persamaan yang memenuhi mirip apa yang telah diraih oleh Dirac. Dia memiliki argumen yang sederhana dan elegan yang didasarkan pada tujuan bahwa teori tranformasinya dapat berlaku juga dalam mekanika kuantum relativistik – sebuah argumen yang menspesifikasikan bentuk umum dari yang harus dimiliki oleh persamaan relativistik ini, suatu argumen yang menjadi bagian yang belum terpecahkan bagi semua fisikawan. Teori tranformasinya mesti menampung persamaan yang tidak hanya berbentukturunan waktu, sementara asumsi relativitas mensyaratkan bahwa persamaannya mesti juga dapat linier di dalam turunan ruang.

Persamaan Dirac ialah salah satu persamaan fisika yang paling indah. Profesor Sir Nevill Mott, mantan Direktur Laboratorium Cavendish, gres-baru ini menulis, ”persamaan ini bagi aku ialah bab fisika teori yang paling indah dan menantang yang pernah saya lihat sepanjang hidup aku, yang hanya mampu dibandingkan dengan kesimpulan Maxwell bahwa arus perpindahan dan juga medan elektromagnetik mesti ada. Selain itu, persamaan Dirac untuk elektron membawa implikasi penting bahwa elektron harus memiliki spin ½, dan momen magnetik eh/4pm menjadi benar dengan kecermatan meraih 0,1%.

Persamaan Dirac dan teori elektronnya masih tetap berhubungan dipakai hingga kini. Perkiraan yang dibuatnya sudah dibuktikan dalam metode atom dan molekul. Telah ditunjukkan juga bahwa hal ini berlaku untuk partikel lain yang memiliki spin yang sama dengan elektron seperti proton, hyperon dan partikel keluarga baryon yang lain. rancangan ini dapat diterapkan secara universal dan diketahui dengan baik oleh para fisikawan dan kimiawan, sesuatu yang tidak seorangpun mampu membantahnya. Melihat kenyataan ini, Dirac merasa sudah waktunya untuk menyatakan, ”teori biasa mekanika kuantum telah lengkap kini …… hukum-aturan fisika yang yang mendasari diperlukannya teori matematika dari bagian besar fisika dan keseluruhan bagian dari kimia telah dimengerti secara lengkap.”

Dirac memperlihatkan lalu bahwa persamaannya ini mengandung implikasi yang tidak diperlukan bagi suatu partikel. Persamaannya memperkirakan adanya antipartikel, seperti positron dan antiproton yang bermuatan negatif, yakni suatu objek yang ketika ini sudah sangat diketahui di laboratorium fisika energi tinggi. Menurut teorinya, semua partikel memiliki antipartikel tertentu yang terkait dengannya. sebagian besar dari antipartikel ini sekarang telah dibuktikan keberadaannya. Positron dan antiproton yakni sebagian kecil dari antipartikel yang telah sangat dikenal, keduanya dapat berada dalam kondisi stabil di ruang hampa, dan ketika ini dipakai secara luas dalam akselerator penumbuk partikel (collider accelerator) yang dengannya fisikawan mempelajari fenomena yang terjadi dalam fisika energi tinggi.

Penting diungkapkan di sini keindahan dari persamaan Dirac. Keindahan ini mampu jadi sukar dicicipi oleh orang yang tidak terbiasa dengan rumus-rumus fisika, tetapi realita ini tidak akan disanggah oleh para fisikawan. Persamaan Dirac yakni salah satu inovasi besar dalam sejarah fisika. Melalui pekerjaannya ini, Dirac menawarkan prinsip-prinsip dasar yang membuat puas dalam perjuangan untuk mengetahui alam semesta kita. Melalui penemuannya ini nama Dirac akan diingat selamanya sebagai salah satu fisikawan besar. Suatu monumen sudah dibangun untuknya atas jasanya membimbing kita kepada pengertian ihwal salah satu faktor penting gaya dasar yang terkandung di alam semesta yang kita diami ini. TintaTeras.com