Clifford G. Shull, Fisikawan Amerika

CLIFFORD G. SHULL, Ahli fisika Amerika, dikenal sebagai periset partikel dasar yang sangat handal di dunia. Reputasi ilmiahnya tegak dengan kukuh setelah ia berhasil mengembangkan teknik difraksi neutron. Atas capaian ilmiah yang memukau dan berdampak besar bagi kemajuan fisika partikel ini, ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika di tahun 1994 bersama fisikawan Kanada, Bertram N. Brockhouse, yang berhasil menciptakan stretoskop neutron.

Clifford G. Shull lahir pada 23 September 1915 di Glenwood, Pittsburg, Pennsylvania, Amerika Serikat. Ia anak ketiga pasangan David H. Shull dan istrinya, Daisy. Orang tuanya berasal dari daerah pedesaan di Pennsylvania tengah, tepatnya di wilayah pertanian Perry County. Sesudah pindah ke kota Pittsburgh yang besar, sang ayah melansir usaha skala kecil di bidang piranti keras dan jasa pelayanan perbaikan rumah. Secara perlahan-lahan masa kanak Shull berlangsung normal dan bahagia.

Shull punya banyak rekan dan sobat yang ia kenal lewat lapangan bola atau arena sepatu roda. Sekolah dasar yang ia masuki berjarak hanya beberapa blok dari rumah. SMP-nya berlokasi di Hazelwood dan ia pergi belajar dengan jalan kaki. SMU-nya berada di Schenley yang jauhnya sekitar 45 menit dari rumah dan Shull muda biasa naik kendaraan umum untuk mencapainya. Fisika baru menarik hatinya saat sekolah SMU-nya memasuki tahun terakhir. Ini lantaran pesona yang ditebar Paul Dysart, doktor fisika yang lebih tua dari rata-rata gurunya di SMA. Dysart selalu mengajar dengan cara yang memikat, acap mendemonstrasikan hal-hal yang memukau di laboratorium dan tak pernah lupa menjelaskan dengan jernih prinsip-prinsip fisis yang berada di balik demonstrasi itu.

Dengan keuangan keluarga yang terbatas, Shull memilih kuliah di tempat yang tak jauh dari rumahnya, yakni Institut Teknologi Carnegie (sekarang Universitas Carnegie Mellon). Institut ini ada di Schenley Park, sebuah distrik di Pittsburgh, dan punya kurikulum yang bagus serta jurusan-jurusan teknik dan fisika yang baik reputasinya. Di musim gugur 1933, Shull ditawari masuk ke sana dengan beasiswa separuh dari uang kuliahnya berdasarkan rapor SMA-nya yang kemilau. Sejak itu ia pulang-pergi ke kampus dari kediaman orang tuanya.

Di Carnegie, minatnya pada fisika sebagai mata kuliah utama terbentuk pada tahun pertama berkat Harry Hower, ketua Jurusan Fisika yang terjun langsung sebagai pengajar. Hower terkenal sebagai insinyur sinar dan optika yang hebat sebelum berada di Pittsburgh. Ia banyak terlibat dalam pembangunan lensa penerangan di pantai dan dalam proyek-proyek komersial lainnya. Kuliah-kuliahnya sangat mengagumkan, inspiratif dan tak pernah dilewatkan oleh para mahasiswanya, termasuk Shull. Tak lama setelah masuk Carnegie, ia terkena musibah ketika sang ayah meninggal secara mendadak pada tahun 1934. Namun peristiwa ini tidak berdampak buruk terhadap kelanjutan pendidikannya. Sebab, usaha sang ayah segera dioper oleh kakak lelakinya sehingga ekonomi keluarganya pulih ke tataran normal dengan cepat.

Di tahun 1937, ia lulus dengan nilai akademis yang sangat baik. Empat tahun di Carnegie merupakan masa yang menyenangkan bagi Shull. Dalam kurun itu, ia bisa menjalin kontak yang erat dengan para dosen dan rekan-rekan mahasiswanya. Ia juga diperbolehkan pihak kampus untuk bekerja mencari tambahan pendapatan baik di dalam maupun di luar kompleks Carnegie. Emerson Pugh adalah dosen sekaligus sobatnya yang paling hebat. Atas dorongan Pugh, Shull kemudian melanjutkan kuliah ke Universitas New York pada musim gugur 1937. Universitas ini berukuran jumbo, kampus-kampusnya banyak dan tersebar dan masing-masing punya otonomi yang kuat. Ia masuk Jurusan Fisika di wilayah Bronx, New York City. Untuk menunjang biaya hidup sehari-hari, ia menjadi asisten dosen. Tugasnya adalah membantu mahasiswa di laboratorium dan dalam pembuatan makalah. Selain itu, para mahasiswa pascasarjana seperti dirinya didorong untuk membantu proyek-proyek penelitian di Jurusan Fisika. Ia lalu berhubungan dengan kelompok fisika nuklir pimpinan Frank Myers dan Robert Huntoon yang tengah membangun generator penyeimbang deutron-deutron, Cockroft-Walton 200 keV. Dengan peralatan ini, Shull sendiri melakukan penelitian mengenai reaksi nuklir D-D. Selama tahun ketiga kuliah pascasarjananya, ia membantu konstruksi generator penyeimbang elektron-elektron, Van de Graaf 400 keV. Pimpinan proyek ini adalah Frank Myers dan ia bertindak sebagai asistennya. Dengan peralatan baru ini ia melakukan eksperimen hempasan elektron ganda (EDS) untuk merampungkan tesisnya.

Saat itu banyak eksperimen sejenis gagal merengguk hasil dan semuanya berakhir dengan kesimpulan yang tidak jelas. EDS dengan demikian memang layak diulangi di laboratorium universitasnya. Frank Myers bertindak sebagai pembimbingnya tetapi posisinya segera digantikan Richard Cox karena Myers menikmati cuti panjang ke Institut Teknologi Massachusetts. Setelah empat bulan mengumpulkan data dan menganalisisnya, Shull berhasil merampungkan tesisnya dan ia memperoleh gelar doktor di tahun 1941.

Pada tahun pertamanya di New York City, lewat rekannya Craig Crenshaw, ia berkenalan dengan Martha Nuel Summer. Perempuan muda ini baru datang dari Carolina Selatan dan berada di Universitas Columbia, New York, untuk mempelajari sejarah Amerika kuno. Persahabatan keduanya berkembang terus dan kemudian mereka menikah tahun 1941 setelah Shull berhasil menjadi doktor dan memiliki pekerjaan. Martha bagi Shull adalah mitra tercintanya dan ia memperoleh tiga anak laki-laki dari perempuan ini. Segera setelah tamat dari Universitas New York, Shull memperoleh pekerjaan di Laboratorium Texas Company di Beacon, New York.

Di Beacon, New York terdapat sekelompok kecil fisikawan yang bertugas terutama untuk mengkaji masalah-masalah yang bertautan dengan produksi dan pemakaian bahan bakar minyak dan pelumas. Selain ikut dalam riset ini, Shull juga diberi kesempatan mempelajari struktur mikro katalis-katalis melalui absorpsi gas dan difraksi sinar-X. Katalis-katalis ini merupakan komponen penting dalam bahan bakar pesawat terbang berkualitas tinggi dan riset mengenai mereka menjadi sangat penting setelah Amerika terlibat dalam Perang Dunia II di bulan Desember 1941. Shull sempat hendak ditarik ke dalam proyek pembuatan bom nuklir di Manhattan tetapi kesepakatan antara Texas Company dan pemerintah Amerika mengurungkan kepindahannya ke lokasi proyek tersebut di Los Alamos. Dengan demikian, ia tetap tinggal di Beacon selama perang.

Pekerjaannya di Texas Company sangat menarik dan menantang. Di sini kesempatan luas tersedia baginya untuk menyigi proses difraksi, kristalografi dan sebuah bidang kajian baru yang disebut fisika benda padat. Melalui forum pertemuan di Dewan Amerika Bidang Sinar-X dan Difraksi Elektron, Shull menjalin kontak yang erat dengan fisikawan-fisikawan kelas dunia seperti Warren, Buerger, Fankuchen, Zachariasen dan Ewald.

Setelah perang berakhir, minatnya untuk kembali menekuni riset-riset di bidang fisika nuklir tumbuh dengan kuat. Sebuah kunjungan ke Laboratorium Clinton (kini Laboratorium Nasional Oak Ridge) di Tennessee ia lakukan. Kegiatan-kegiatan yang ia saksikan di tempat ini memikat hatinya. Shull membujuk istrinya untuk berpindah tempat ke sana dan bujukannya berhasil.

Pada bulan Juni 1946, ia beserta istri dan putra mereka yang baru berumur 1,5 tahun boyongan menuju Tennessee. Di tempat barunya, Shull menjalin kerja bareng dengan Ernest Wollan, fisikawan yang telah berada di Oak Ridge selama perang. Wollan berhasil merakit spektrometer 2 sumbu yang belum sempurna untuk memperoleh pola-pola difraksi neutron dari bahan kristal dan bahan-bahan lainnya. Saat menyaksikan cara kerja alat itu untuk pertama kalinya, Shull langsung mengacungkan jempol. Ia senang sekali bergiat dengan fisikawan sekaliber Wollan. Sebagai tambahan pada pola-pola difraksi neutron sebagai sarana mempelajari berbagai macam bahan, ia menggunakan sinar-X dan tumbukan elektron-elektron untuk maksud yang sama. Kerjasamanya dengan Wollan bergulir hingga hampir 10 tahun dan baru berakhir di tahun 1955 ketika ia melanjutkan karir akademisnya ke Institut Teknologi Massachussets (MIT). Wollan meninggal dunia pada tahun 1984 dan kejadian ini sangat disesali Shull karena jika masih hidup, Wollan ia pandang pantas mendampinginya sebagai penerima Hadiah Nobel di tahun 1994.

Selama berada di MIT, Shull bergerak bersama para mahasiswa fisikanya yang sangat berbakat untuk meneliti dengan reaktor MITR. Bidang-bidang risetnya mencakup antara lain magnetisasi internal pada kristal-kristal, pengembangan teknologi sinar, hempasan dinamis pada kristal-kristal sempurna, interferometri serta pengembangan perangkat penghasil neutron. Ia pensiun dari MIT pada tahun 1986 dan selalu mengenang kerjanya di tempat ini sebagai salah satu momen terbaiknya sebagai profesor fisika sekaligus sebagai peneliti fisika benda padat.

(Dari berbagai sumber. Foto : Noble Prize)

Artikel terkait, barangkali Anda butuh membacanya: 

• Bertram Neville Brockhouse, Fisikawan Kanada  
• Jack Kilby, Pria Sederhana, Penemu Integrated Circuit (IC)  
• Joseph H. Taylor Jr, Penemu Pulsar Jenis Baru Membuka Peluang Studi Gravitasi 
• Daftar Artikel Biografi Peraih Nobel

Posted in: Artikel,Biografi Tokoh Peraih Nobel