Norman F.Ramsey,Penemu Medan Osilator

 

NORMAN F.RAMSEY Ahli fisika Amerika, salah seorang ilmuwan kelas dunia yang dikenal sebagai penemu metode medan osilator terpisah dan penggunaan metode ini dalam maser hidrogen dan jam atom lainnya. Berkat capaian ilmiah yang fantastik ini, ia dianugerahi setengah Hadiah Nobel Fisika di tahun 1989. Setengah lainnya dari hadiah Nobel tahun itu diberikan secara merata kepada dua fisikawan lain, Hans G. Dehmelt dan Wolfgang Paul, yang berhasil mengembangkan teknik pemerangkapan ion.

Norman F. Ramsey lahir 27 Agustus 1915 di Washington DC, Amerika Serikat. Berasal dari keluarga kelas menengah yang berekonomi mantap. Ibunya keturunan imigran Jerman yang pernah bekerja sebagai dosen matematika di Universitas Kansas sementara ayahnya keturunan imigran Skotlandia yang menjadi perwira di Korps Artileri. Penugasan militer sang ayah membawa seluruh anggota keluarganya berpindah-pindah dari Washington, Topeka, Kansas, Paris, Picateny Arsenal hingga ke Benteng Leavenworth, Kansas.

Sejak kecil, Ramsey terkenal jenius. Dua kali ia loncat kelas dan dengan dukungan penuh guru serta orang tuanya, ia lulus dari SMA dengan rapor akademik yang brilian pada umur 15. Minat awalnya pada fisika bermula dari sebuah artikel mengenai teori kuantum atom yang ia baca di umur 12 namun ketika itu ia belum menyadari bahwa fisika bisa menyediakan sebuah profesi yang terhormat dalam masyarakat. Kendati orang tuanya beranggapan ia lebih bagus masuk militer, dan ia masih sangat beruntung karena umurnya masih terlalu muda West Point tak bisa ia masuki.

Tawaran untuk kuliah di Universitas Kansas melayang ke tangannya dan Ramsey berminat menerimanya tetapi lantaran sang ayah pindah lagi —kali ini ke New York City— ia tidak bisa merealisasi keinginannya. Ramsey akhirnya masuk Kolese Columbia di tahun 1931 di masa ketika Amerika tercebur dalam depresi ekonomi yang sangat berat.

Ia memulai kuliahnya dari jurusan teknik tetapi kemudian pindah jalur ke jurusan matematika karena ia ingin lebih dekat dengan fenomena alam. Di tempat barunya, ia sangat disegani. Ia muncul sebagai juara dalam setiap kontes matematika tahunan dan di tahun terakhirnya di tingkat kolese ia menjadi asisten dosen, sebuah posisi yang pada umumnya hanya diperuntukkan bagi mahasiswa S2. Saat tamat dari Columbia di tahun 1935, Ramsey sudah memiliki kesadaran penuh bahwa fisika bisa menjadi profesi terhormat yang sangat mencocoki selera, rasa ingin tahu dan minatnya. Oleh Columbia, ia diberi beasiswa Kellet untuk belajar ke Universitas Cambridge, Inggris. Saat itu Laboratorium Cavendish di perguruan tinggi ini menjadi pusat fisika dunia dan ditebari para mahabintang fisikawan seperti Thomson, Rutherford, Chadwick, Cockroft, Eddington, Appleton, Born, Fowler, Bullard, Goldhaber dan Dirac.

Ia mengakhiri kuliahnya di Cambridge dengan sebuah esai tingkat tinggi mengenai sinar molekuler yang ia sampaikan kepada guru pembimbingnya, Maurice Goldhaber. Ia lulus sekali lagi dengan gelar B.Sc dan kemudian masuk Universitas Columbia untuk melakukan riset bersama I.I. Rabi. Saat ia kembali, Rabi pesimis dengan fokus kajiannya pada masalah sinar molekuler. Namun situasi ini berubah drastis setelah Rabi berhasil menemukan metode resonansi magnetik sinar molekuler, sebuah teknik yang potensial melahirkan temuan-temuan baru di ranah fisika molekuler.

Norman tercatat sebagai mahasiswa S2 pertama yang belajar di bawah bimbingan Rabi dan kawan-kawannya seperti Zacharias, Kellogg, Millman dan Kusch. Resonansi magnetik segera menjadi bidang baru yang digeluti di Jurusan Fisika Columbia dan Ramsey ikut terlibat dalam serangkaian eksperimen penting bersama para gurunya. Saat momentum kuadropolar deuteron ditemukan oleh Rabi cs., ia ikut memainkan andil yang penting.

Untuk melengkapi tesisnya di Columbia, Ramsey masuk ke Institut Carnegie, Washington DC, dan menggelar riset mengenai interaksi proton-netron serta tabrakan proton-helium. Setelah lulus di tahun 1940, ia langsung ikut terjun dalam eksperimen perang yang dilakukan Amerika di fase awal PD II. Ia bekerja di Laboratorium Radiasi MIT. Dua minggu setelah memulai tugasnya di sana, ia diberi wewenang mengepalai riset pengembangan radar pada panjang gelombang 3 cm dan setelah itu ia menuju Washington DC untuk menjadi konsultan radar bagi Kementerian Perang.

Di tahun 1943 Ramsey tinggal di Los Alamos, New Mexico, untuk ikut menggarap Proyek Manhattan. Segera setelah PD II berakhir, ia kembali ke Universitas Columbia sebagai guru besar dan peneliti. Bersama Rabi, ia menghidupkan kembali laboratorium sinar molekuler yang hancur akibat perang. Bersama mahasiswa S2-nya yang pertama, William Nierenberg, ia mengukur dipolar magnetik nuklir dan momentum kuadropolar listrik. Bersama Rabi dan dua mahasiswanya, yakni Nafe dan Nelson, Ramsey menggulir eksperimen dasar untuk mengukur pemisahan atom hidrogen hiperfin. Selama periode ini, ia dan Rabi juga memprakarsai pendirian Laboratorium Nasional Brookhaven di Long Island, New York.

Tahun 1946, Ramsey diangkat menjadi kepala Departemen Fisika yang pertama di laboratorium ini. Satu tahun kemudian ia pindah ke Universitas Harvard dan mengajar di sana selama 40 tahun. Masa aktifnya di tempat ini hanya terhenti saat ia menjadi guru besar tamu di Middlebury College, Universitas Oxford, Mt.Holyoke College dan Universitas Virginia.

Dalam pada itu, di Harvard, Ramsey berusaha membangun laboratorium sinar molekuler yang bisa menakar resonansi magnetik secara lebih akurat tetapi ia sulit mendapatkan magnet-magnet seragam yang ia butuhkan. Terganjal masalah ini, ia justru menjadi kian kreatif. Berbekal magnet-magnet yang ada, ia berhasil mengembangkan teknik baru yang sangat akurat, yakni metode bidang osilator terpisah. Beserta para mahasiswanya, Ramsey menggunakan metode baru ini untuk mengukur berbagai ragam molekul dan segi-segi penting dari fenomena nuklir dan molekuler seperti putaran nuklir, magnetik nuklir dipolar, momen kuadropolar listrik, momentum magnetik rotasi molekul, interaksi putaran-rotasi, interaksi putaran-putaran dan distribusi elektron pada molekul. Kendati berbagai molekul mereka sigi, konsentrasi mereka terletak pada molekul-molekul diatomik dari isotop-isotop hidrogen karena molekuk-molekul jenis ini terbukti paling cocok untuk teori perbandingan dan percobaan.

Selama periode itu, setelah berkonsultasi dengan beberapa kelompok periset, Ramsey juga menerapkan metode bidang osilator terpisah dan menggunakan metode ini untuk mempelajari molekul-molekul polar. Agar bisa mencapai akurasi yang lebih tinggi, ia dan mahasiswanya, Daniel Klepper, menciptakan maser atom hidrogen. Mereka memanfaatkan piranti ini untuk mengukur secara akurat pemisahan superhalus lewat aplikasi listrik eksternal dan bidang magnetik. Berikutnya, Ramsey dan sejumlah mahasiswa S2-nya menerapkan metode serupa pada sinar-sinar neutron terpolarisasi.

Di Institut Laue Langevin di Grenoble, Perancis, mereka mengukur momentum magnetik dari neutron serta menetapkan batas rendah momen dipolar listrik dari partikel dasar itu. Seiring riset molekuler dan neutronnya, Ramsey mengajar dan menggulir riset di bidang-bidang lainnya. Ia pun bertindak sebagai direktur Siklotron Harvard dan berpartisipasi dalam percobaan-percobaan hempasan proton-proton dengan siklotron tersebut. Dalam beberapa waktu setelahnya, ia menjadi direktur kerjasama Harvard-MIT, mengatur pembangunan akselerator elektron Cambridge 6 GeV serta menggunakan peralatan ini bagi eksperimen-eksperimen fisika partikel.

Selama 1,5 tahun ia cuti panjang dari Harvard untuk menduduki pos penasehat sains NATO. Dalam posisi terakhir ia melancarkan program-program edukasi NATO seperti pengoperasian Institut Studi Lanjutan, pemberian beasiswa serta pemberian dana bantuan untuk penelitian. Dalam kesempatan lainnya, Ramsey setengah cuti dari Harvard untuk menjadi ketua Asosiasi Penelitian antarUniversitas. Di sini ia antara lain memberikan pelatihan mengenai tanggung-jawab manajerial dalam pembangunan dan pengoperasian akselerator Fermilab kepada dua orang direktur Fermilab, yaitu Robert R. Wilson dan Leon Lederman.

Pada intinya, Ramsey adalah fisikawan eksperimental sementara fisika teoritis hanya merupakan hobi utamanya. Kendati demikian tulisan-tulisan ilmiahnya cukup banyak. Ia misalnya terkenal dengan makalah-makalahnya yang hebat mengenai pariti dan simetri pembalikan, teori pionir tentang pergeseran kimia NMR, teori-teori interaksi nuklir dalam molekul, serta teori termodinamika dan mekanika statistika pada temperatur absolut negatif.

Secara formal ia pensiun dari Harvard pada tahun 1986 namun ia tetap aktif dalam riset fisika. Selama satu tahun ia menjadi anggota peneliti di Institut Kerjasama bagi Astrofisika Laboratorium di Universitas Colorado. Setahun berikutnya dari Colorado, ia menjadi guru besar tamu di Universitas Chicago, Williams College dan Universitas Michigan. Ia terus menulis dan melakukan kalkulasi teoritis di Harvard dan, bersama sejumlah rekannya, ia melanjutkan riset neutron di Grenoble.

Ramsey menikah dengan Elinor. Setelah Elinor wafat di tahun 1984, ia kawin lagi dengan Ellie Welch dan kini ia bersama istri barunya memiliki sebuah keluarga gabungan yang terdiri dari 7 anak dan 6 cucu. Ramsey dan Ellie menyukai olahraga menuruni bukit, lintas alam, ski, mendaki gunung dan bersepeda serta pertunjukan musik dan kegiatan-kegiatan kultural lainnya.

Dari berbagai sumber. Foto: nobelprize

Posted in: Biografi Tokoh Peraih Nobel