Volume 12: Musik, Teknologi Informasi, Energi, Mikrobiologi

Daftar Isi

1. MUSIK: Suling Dimainkan Selama Sekurang-kurangnya 35.000 Tahun
2. TEKNOLOGI INFORMASI: Cip Memori Ultrapadat Baru Bertahan Semiliar Tahun?
3. TEKNOLOGI INFORMASI: Sandi-Sandi Super Rahasia Dibuat dari Cahaya
4. ENERGI: Fotosintesis Buatan Menerangi Dunia
5. MIKROBIOLOGI: Mikroba Sangat Kecil Dihidupkan sesudah 120.000 Tahun

MUSIK

Suling Dimainkan Selama Sekurang-kurangnya 35.000 Tahun

Suling-suling yang diukir dan berasal dari 35.000 tahun yang lalu ditemukan selama suatu penggalian di suatu situs Paleolitik atas (masa awal Zaman Batu, antara 750.000 dan 15.000 tahun yang lalu) di Jerman barat-daya musim panas 2008. Suling-suling hasil penemuan itu mengakibatkan jenis alat musik itu tergolong yang tertua – kalau bukan yang tertua – yang pernah didokumentasi. Suatu laporan tentang penemuan ini dimuat dalam majalah Scientific American 24 Juni 2009.

Suling-suling tersebut berasal dari periode Aurignagsian awal (periode budaya Eropa pra-sejarah), antara tahun 30.000 dan 22.000 sebelum Masehi. Jenis instrumen itu menunjukkan suatu tradisi musikal yang tertata baik ketika manusia modern menghuni Eropa. Suling paling lengkap yang ditemukan berlubang lima dibuat dari tulang burung hering grifon. Burung itu memiliki sayap dan ekor berwarna hitam dan panjangnya sekitar 21,8 sentimeter. Pecahan-pecahan suling lain dibuat dari gading gajah.

Menurut para ahli, adanya alat-alat musikal yang rumit menandakan perilaku modern yang lengkap dan komunikasi simbolis yang maju dari manusia. Itu memperkuat argumen bahwa orang-orang Eropa masa awal itu sudah relatif maju secara budaya.

Akan tetapi, para ahli belum tahu rangkaian nada apakah yang dimainkan melalui suling purba tadi.

(Katherine Harmon, “Stone Age jams: Humans playing the flute for at least 35,000 years, no words yet on sax”, Evolution June 24, 2009)

TEKNOLOGI INFORMASI

Cip Memori Ultrapadat Baru Bertahan Semiliar Tahun?

Bagaimanakah Anda yang memiliki blog ingin melestarikannya agar diakses generasi sesudah Anda, satu miliar tahun sejak sekarang? Suatu cip memori baru yang bisa bertahan selama semiliar tahun bisa melestarikannya!

Pelestariannya dalam ukuran nano. Suatu nano berukuran sangat kecil, seperti sepermiliar dari satu meter, satu gram, atau satu detik! Alat-alat berukuran nano bisa mengepak triliunan data – setara dengan 25 juta halaman buku pelajaran (textbook) – dalam 6,5 sentimeter persegi empat bahan yang dibuat dari tabung nano karbon berdinding banyak (multiwalled carbon nanotubes).

Mutu media penyimpanan bisa menurun dan tidak bisa dibaca karena kondisi lingkungan hidup, keausan mekanis, dan faktor-faktor lain. Biasanya, semakin banyak yang dipak pada cip memori, semakin cepat ausnya cip itu.

Misalnya, DVD, bisa menyimpan seratus miliar bit. (Suatu bit adalah suatu satuan informasi di komputer, diungkapkan sebagai 0 atau 1.) Tapi bit sebanyak itu diharapkan bisa dibaca selama hanya 30 tahun.

Tidak demikian halnya kalau data dipak dengan memakai tabung nano karbon berdinding banyak. Tabung-tabung ini dibentuk oleh ikatan-ikatan (bonds) paling kuat dalam alam: ikatan-ikatan karbon. Ikatan-ikatan ini mengakibatkan tabung-tabung nano karbon itu anti karatan.

Usia yang sangat panjang dari cip memori yang menyimpan data berbasis tabung karbon nano bisa berlebihan. Tapi usianya yang panjang perlu agar penyimpanan data menjadi sehat secara mendasar.

Meskipun demikian, proyek penyimpanan data dengan cara tadi baru pada tahap riset. Akan tetapi, suatu model awal bisa diperoleh dalam dua tahun mendatang.

(Timothy Hornyak, “New Ultradense Memory Chips to Last a Billion Years?” National Geographic News June 15, 2009)

Sandi-Sandi Super Rahasia Dibuat dari Cahaya

Apa kerja seorang heker (hacker), seorang pengakses ilegal atau tidak sah dari komputer Anda?  Dia menghek (hack), mengakses suatu komputer tanpa diberi wewenang oleh pemiliknya.

Yang paling rugi adalah mereka yang tidak punya keahlian untuk menangkal aksi para heker. Data rahasia mereka, seperti data perbankan atau intelijens militer, bisa dicuri para heker dan dimanfaatkan untuk kepentingannya.

Tapi suatu teknologi penangkal yang baru diharapkan bisa memberi mereka perlindungan yang lebih kokoh terhadap data mereka di komputer di masa depan. Teknologi ini memakai kode-kode atau sandi-sandi super rahasia yang dibuat dari cahaya.

Sandi-sandi yang tidak bisa dihek para heker diperkirakan akan menjadi kenyataan. Ini berkat hasil kerja suatu tim fisikawan Austria; mereka mengirimkan pasangan-pasangan foton yang dibelitkan (entangled) yang menempuh suatu jarak sejauh 144 kilometer.

Foton-foton yang dibelitkan adalah pasangan-pasangan zarah cahaya yang biasa. Secara misterius, pasangan-pasangan ini terhubungkan pada tingkat kuantum.

Satu foton dari setiap pasangan tampaknya “mengetahui” apa yang terjadi pada foton lainnya, tidak peduli sejauh manakah foton itu berada. Efek ini oleh Albert Einstein pernah dijuluki sebagai “tindakan menyeramkan pada suatu jarak.”

Para ahli pemecahan kode atau sandi yang dinamakan ahli kriptografi percaya sifat ini mengakibatkan foton-foton yang saling membelit ideal untuk mengirimkan pesan-pesan rahasia. Tidak itu saja.

Metode pengiriman pesan-pesan rahasia melalui pembelitan pasangan-pasangan foton punya suatu keunggulan. Metode ini tidak akan mencegah orang menangkap suatu komunike (pengumuman resmi). Meskipun demikian, ia segera akan menyingkapkan siapa yang menangkap komunike itu.

“Anda segera tahu ada seorang online,” kata anggota tim, Anton Zeilinger dari Universitas Wina.

Dengan keberhasilan mengirimkan pasangan-pasangan foton yang dibelitkan sejauh 144 kilometer, apakah ada kemungkinan mengirimkan pasangan-pasangan seperti ini lebih jauh dari 144 kilometer? Sulit sejauh hasil eksperimen yang sudah dilakukan, kata para fisikawan Austria itu. Intensitas pancaran cahaya dari foton-foton yang dikirimkan melewati jarak yang lebih jauh cepat hilang, mirip jangkauan yang memudar dari sinar senter. Akibatnya, foton-foton yang membelit lebih sulit dideteksi semakin jauh mereka bergerak.

Hambatan tadi dipecahkan dengan membuat detektor-detektor yang bisa “menemukan” foton-foton kunci. Foton-foton ini berada di antara cahaya di latar belakangnya. Ini suatu bagian yang sangat penting dari eksperimen tim dari Austria untuk mengembangkan suatu teknologi informasi futuristik.

Kalau teknologi informasi futuristik ini berhasil dikembangkan, bagaimana penerapannya nanti? Robert J. Sawyer, seorang penulis fiksi ilmiah tenar, mengatakan teknologi informasi ini akan dipakai dalam perdagangan elektronik (e-commerce), tempat pengiriman data tersandikan sangat penting bagi pencegahan pencurian data. Kalau nanti pengiriman pesan tersandikan mampu mengitari Bumi, zarah-zarah foton yang membelit itu akan dipakai untuk komunikasi antar-bintang.

(Richard A. Lovett, “Supersecret Codes Made of Light Closer to Reality?” National Geographic News June 5, 2009)

ENERGI

Fotosintesis Buatan Menerangi Dunia?

Sebotol air minum bisa menyediakan energi yang cukup untuk suatu rumah di negara berkembang kalau penemuan Dan Noreca diterapkan. Noreca seorang kimiawan dari Institut Teknologi Massachusetts di Boston (AS) dan pendiri perusahaan Solar Catalytic. Noreca sudah mengembangkan suatu katalis (suatu bahan kimia yang mempercepat reaksi kimiawi) berbasis kobal (suatu unsur kimiawi berwarna putih keperak-perakan). Katalis berbasis kobal ini memampukan dia menyimpan energi dengan cara yang sama dengan tanaman, yaitu, dengan membelah air.

“Hampir seluruh energi matahari tersimpan dalam pembelahan air,” kata Noreca. Solar Catalytic adalah salah satu dari lima perusahaan di AS yang didanai pemerintah untuk mengembangkan “bahan bakar matahari langsung,” dijuluki “bahan bakar elektro.” Kata Noreca, “Kami menyamai fotosintensis untuk penyimpanan ukuran besar dari energi matahari.” (Fotosintesis dihasilkan karbohidrat, hasil pengubahan karbon dioksida dan air,  dengan menggunakan cahaya dan klorofil, pigmen tanaman hijau.)

Menurut Noreca, sistemnya yang baru bisa berfungsi pada suhu dan tekanan sekitar (ambient), tanpa korosi dalam segelas air yang sederhana, termasuk air yang tercemar. Untuk penyimpanan energi, air genangan lebih aman dipakai dibanding air bersih. Air bersih tidak dipakai karena dijadikan air minum bagi manusia. Noreca sudah mencoba prototipe bahan bakar elektronya dengan memakai air yang belum dibersihkan dari Sungai Charles di Boston. Air itu murah, kurang dari $12.000 per kilowatt.

Listrik yang dipakai dihasilkan suatu susunan fotovoltaik (photovoltaic array), susunan yang membangkitkan aliran atau voltase listrik ketika diberi penerangan. Susunan itu berukuran lima meter kali enam meter.

Noreca mendaku (claim) dia bisa membelah air yang cukup kurang dari empat jam “untuk menyimpan energi yang cukup bagi suatu rumah Amerika rata-rata” selama satu hari, sekitar 30 jam kilowatt.

(David Biello, “Shift happens: Will artificial photosynthesis pwer the world?” Energy & Sustainability March 3, 2010)

MIKROBIOLOGI

Mikroba Sangat Kecil Dihidupkan sesudah 120.000 Tahun

Suatu mikroba adalah suatu organisme (makhluk hidup) mikroskopik, berukuran sangat kecil. Mikroba-mikroba sangat kecil yang terperangkap dalam es dari sungai es selama 120.000 tahun sudah dibujuk atau dipancing agar hidup kembali, demikian dinyatakan suatu penelitian. Tindakan luar biasa ini menambah bukti bahwa hidup makhluk asing yang laten atau lama tidak aktif di dunia yang membeku bisa dihidupkan kembali.

Bakteri sangat kecil yang mampu dihidupkan kembali itu berwarna coklat keungu-unguan, secara teknis disebut Herminiimonas glaciei. Mikroba itu ditemukan di bawah es Tanahhijau sedalam sekitar 3 kilometer.

Para periset menginkubasi sampel purba itu dalam air yang makin lama makin hangat selama hampir setahun. Ketika itulah koloni-koloni bakteri itu bertumbuh pada suatu piring petri (petri dish), sejenis piring untuk menumbuhkan biakan bakteri di laboratorium.

H. glaciei bukanlah bakteri tertua yang dihidupkan kembali. Satu sampel yang dikumpulkan di Tibet dihidupkan kembali sesudah tidak aktif  selama 750.000 tahun. Meskipun demikian, H. glaciei adalah bakteri mikro sangat kecil purba pertama yang dihidupkan kembali dan yang ciri-cirinya dicatat secara rinci, kata pemimpin penelitian Jennifer Loveland-Curtze dari Universitas Negarabagian Pennsylvania, AS.

Bakteri mikro sangat kecil, bahkan sangat kecil menurut standar bakteri, sekitar 10 sampai dengan 50 kali lebih kecil dari mikroba usus manusia yang lazim, E. coli. Ukurannya yang begitu kecil bisa memberi bakteri itu suatu keuntungan untuk bertahan hidup dibanding organisme mikro lainnya.

Misalnya, H. glaciei diperkirakan sudah bertahan hidup dalam kapiler-kapiler (pembuluh-pembuluh) tipis dari air yang kaya akan nutrisi di dalam gletser (sungai es) Tanahhijau. Kapiler-kapiler tipis itu akan menjadi terlalu sempit untuk dihuni bakteri yang lebih besar.

Bakteri mikro yang sangat kecil itu bisa juga mirip jenis-jenis hidup yang boleh jadi ditemukan di lingkungan keras dari dunia lain. Lingkungan keras itu mencakup tudung-tudung kutub Mars atau laut yang membeku dari Eropa, bulan Yupiter, kata Loveland-Curtze.

(Ker Than, “Ultrasmall Microbes Revived After 120.000 Years on Ice,” National Geographic News June 17, 2009)