Bertram Neville Brockhouse, Fisikawan Kanada

Bertram Neville Brockhouse (15 Juli 1918 – 13 Oktober 2003),  ahli fisika Kanada. Tersohor sebagai periset yang sangat handal di bidang fisika partikel. Temuan terbesarnya adalah teknik penyebaran neutron untuk mempelajari materi yang dimampatkan serta stretoskop neutron. Atas capaian ilmiah yang luar biasa ini ia dianugerahi Hadiah Nobel Fisika di tahun 1994 bersama fisikawan Amerika, Clifford G. Shull, yang berhasil mengembangkan teknik difraksi neutron.

Bertram Neville Brockhouse, CC, Ph.D, D.Sc, FRSC  lahir 15 Juli 1918 di kota Lethbridge, Alberta, Kanada. Semasa kecil, ia tinggal di sebuah areal peternakan dekat Milk River bersama kedua orang tua dan saudara perempuannya, Alice Evelyn, serta hewan ternak berbagai jenis. Sang ayah, Israel Bertram Brockhouse, tiba di Amerika Serikat di umur dua tahun dari daerah asalnya, Yorkshire, Inggris. Sedangkan ibunya, Mable Emily Neville, yang besar di Illinois, Amerika Serikat, merupakan generasi kedua dari sebuah keluarga imigran asal Inggris pula. Berturut-turut di areal peternakan itu lahir dua adik laki-lakinya: Robert Paul yang meninggal selagi bayi dan Gordon Edgar yang kelak menjadi insinyur sipil bidang rel kereta api.

Di musim dingin 1926-1927, seluruh anggota keluarganya pindah ke Vancouver, British Columbia, tempat ia dan saudara-saudaranya dibesarkan pada tahap berikutnya. Saudarinya, Alice, memasuki sistem sekolah dengan cara yang biasa, tetapi Bertram kecil terpaksa menjadi siswa sekolah dasar yang hanya terdiri dari satu kelas dan berjarak beberapa mil dari tempat tinggalnya. Ia tertinggal dari teman-teman sekolahnya di berbagai bidang pelajaran. Namun berikutnya ia belajar di Vancouver, di SD Central, SD Lord Roberts, SD Lanjutan King George dan Sekolah Minggu Persatuan Gereja St. John, yang maju dan berkemampuan mengkoreksi rapor akademisnya. Di tempat-tempat ini Bertram membuktikan diri sebagai penyerap ilmu yang sangat tangkas kendati umurnya lebih muda dari rata-rata teman satu kelasnya.

Pada masa itu, terdapat tiga orang yang memberikan pengaruh besar terhadap niat belajarnya, yakni kedua bibinya, Edith Murphy di Chicago dan Maude Smith di Kanada barat, serta saudara sepupunya yang lebih tua, Wilbert Smith, yang memperkenalkannya pada teknologi radio. Situasi finansial keluarganya cukup susah sehingga, di masa remaja, Bertram dipaksa mencari  pendapatan sendiri dengan berjualan surat kabar. Krisis ekonomi yang hebat kemudian membawa kesulitan itu ke tingkat yang ekstrim dan keluarganya kemudian naik kereta api ke Chicago di tahun 1935 untuk mengejar kehidupan yang lebih baik. Pendidikan tingkat SMU diselesaikannya pada tahun itu dan Bertram kemudian mengikuti kursus-kursus sore hari di Akademi Sentral YMCA (sekarang Universitas Roosevelt). Ia terpikat pada segala hal yang terkait dengan teknik radio dan kemudian belajar mereparasi, merancang dan merakit alat elektronik itu. Kegemaran di bidang inilah, plus hobinya bermatematika, yang melahirkan kecintaannya pada fisika. Ia bekerja paroh waktu di Chicago sebagai asisten di laboratorium sebuah perusahaan elektronik kecil, Aubert Control Corporation. Perusahaan ini bangkrut di tahun 1937 dan satu tahun kemudian, di tengah resesi yang masih melanda Amerika, keluarganya kembali ke Vancouver dengan naik mobil. Bertram yang sudah membuka usaha radio kecil-kecilan di Chicago melanjutkan bisnisnya di Vancouver. Orang tuanya sendiri membuka toko kelontong mungil tetapi tak kunjung sukses.

Di masa-masa susah itu, Bertram tertarik masuk politik dan yang  kemudian ia masuki adalah partai berhaluan kiri, CCF.  Kesetiaannya kepada CCF berlangsung beberapa tahun sampai ia menjadi pegawai Pemerintah Dominion dan bekerja di Laboratorium Chalk River. Ia mengerti, sebagai pegawai pemerintah, ia harus netral secara politik karena ia hidup dalam masyarakat Kanada yang terhormat dan demokratis. Ia kemudian menjadi sosok yang anti-totalitarianisme dan anti-komunisme. Ketika Perang Dunia II meletup, ia termotivasi untuk bergabung dengan dinas ketentaraan. Di tahun 1939 ia mendaftar ke Angkatan Laut Kanada dengan harapan, begitu diterima, ia akan menangani radio telegraf. Beberapa bulan dilaluinya di laut sebagai operator ASDIC, namun sebagian besar dari enam tahun masa dinasnya ia jalani sebagai operator peralatan ASDIC di markas lepas pantai.

Pada tahun 1944, Bertram mengikuti kursus enam bulan di bidang teknik elektron di Akademi Teknik Nova Scotia. Berikutnya, sebagai letnan dua bidang elektro, ia diberi tugas menguji fasilitas yang terdapat di Badan Riset Nasional di Ottawa. Di sanalah ia berkenalan dengan Doris Miller, yang kemudian disuntingnya sebagai istri. Setelah perang usai di akhir Agustus 1945, Bertram dikirim balik ke Vancouver dan diberhentikan dari Angkatan Laut berdasarkan kaidah “Pertama masuk-pertama keluar”. Departemen Urusan Veteran Kanada siap memberinya bantuan finansial untuk membeli tanah, menjalani pelatihan maupun melanjutkan pendidikan. Ia lalu memilih kuliah di Universitas British Columbia. Bidang studi yang diambilnya adalah fisika dan matematika. Bertram melalui tahun pertamanya dengan sangat baik sehingga ia memperoleh beasiswa. Saat itu, rata-rata mahasiswa, termasuk dirinya,  berumur lebih tua dari semestinya. Tetapi itu bukan masalah karena perang memang menggeser banyak hal dalam kehidupan masyarakat di seluruh dunia. Dalam periode itu, Bertram tidak bisa seratus persen menuntut ilmu karena ia dipaksa membuka usaha kecil-kecilan untuk menopang kehidupannya sendiri dan kehidupan ayah dan ibunya. Untuk transportasi, Bertram cukup puas dengan sepeda motor, satu keterpaksaan yang kelak berkembang menjadi hobi beratnya di masa depan.

Di musim panas 1946, usai mengikuti kelas tambahan, ia berlibur dengan motornya ke Ottawa melewati Chicago. Ini langkah penting dalam kehidupan pribadinya karena dalam perjalanan itu ia bisa membujuk agar Dorie kembali menjadi kekasihnya. Ia kembali ke Vancouver dengan menumpang kereta api bersama motor kesayangannya. Menjelang Natal 1946, ayahnya meninggal dunia akibat serangan jantung. Perubahan dalam keluarga ini berlanjut di musim semi berikutnya ketika saudarinya, Alice, menikah dan membentuk rumah tangganya sendiri. Bertram kian konsentrasi dengan kuliahnya hingga ia memperoleh ijasah B.A dengan nilai yang sangat baik di bulan April 1947. Tawaran bekerja selama musim panas di Laboratorium Dewan Riset Nasional, Ottawa, datang menghampiri dan Bertram menerimanya dengan antusias. Ia bertugas di tempat itu seraya mengikat tali pertunangan dengan Dorie. Kuliah masternya berlanjut di Vancouver dan di Laboratorium Temperatur Rendah di Universitas Toronto.

Kala itu umurnya sudah 29 tahun dan Bertram ingin secepatnya berkarir sebagai fisikawan. Ia pun meneliti di bawah bimbingan Prof. James Reekie dan Prof. Hugh Grayson-Smith, mengenai pengaruh tekanan dan temperatur terhadap ferromagnetik. Program S2 ini dirampungkannya dalam waktu delapan bulan. Setelah itu ia menikahi Dorie di sebuah desa di Kirkfield. Dorie kemudian bekerja sebagai teknisi film di Badan Film Nasional sementara ia sendiri menjadi mahasiswa musim panas di bagian akustik Dewan Riset Nasional dan sesudah itu menempuh kuliah doktoral di Universitas Toronto. Tetapi segera muncul masalah di Laboratorium Temperatur Rendah ketika dua pembimbingnya, Grayson-Smith dan Kirkfield, pindah ke tempat lain.

Selama beberapa bulan ia sempat terombang-ambing sebelum Edward Bullard muncul di Toronto sebagai pembimbing disertasinya. Kendati Bullard kemudian pindah ke Inggris untuk menempati pos yang lebih prestisius, ini bukan persoalan lantaran ia sudah merasa sangat memahami topik yang hendak dikajinya. Disertasi Bertram bertalian dengan fisika benda padat dan ia melakukan percobaan-percobaan pada temperatur rendah maupun tinggi untuk mencapai hasil yang diinginkannya. Agar pengerjaan tulisannya bergerak pada jalur yang tepat, ia membaca banyak buku, dua yang paling penting adalah karya Frederick Seitz serta karya N.F. Mott dan H. Jones. Ia juga berkorespondensi dengan Grayson-Smith serta mengikuti kursus-kursus termodinamika, mekanika statistika dan teori kesalahan. Ia memperoleh bekal teori nuklir dari rekannya, Melvin Preston, yang baru bergabung dengan Universitas Toronto.

Dengan semua persiapan itu, di bulan Agustus 1950, ia bertolak menuju Laboratorium Chalk River di Deep River untuk memulai pekerjaan yang ditawarkannya di sana. Ia mengendarai mobil yang memuat barang-barang keluarga, meninggalkan Dorie dan bayinya, Ann, di rumah peristirahatan di Danau Balsam dekat Kirkfield. Di Chalk River ia bertemu dengan Don Hurst dan kelompok fisika neutronnya serta melihat-melihat rumah di Hillrest Ave yang diberikan kepadanya. Tak lama kemudian Dorie dan Ann serta Gordon (dalam kandungan) bergabung di rumah pemberian kantor itu. Beberapa bulan kemudian Gordon lahir dan pada saat yang sama ia lulus ujian doktor. Bertram berencana tinggal satu atau dua tahun lagi di Chalk River sebelum bergabung dengan sebuah universitas yang ternama. Namun dalam kenyataan ia tinggal di sana selama 12 tahun dan dalam kurun itu Dorie melahirkan empat anak lagi untuknya.

Riset seriusnya bermula di tahun 1951 ketika ia menyadari bahwa foton-foton dapat dipelajari melalui hempasan neutron inelastik dan bahwa percobaan pada topik ini dapat ia kerjakan di Chalk River. Dalam eksperimen pertama yang mempertemukan neutron-neutron dengan elemen-elemen yang berdaya serap tinggi, ia bisa mengkonfirmasi formula Breit-Wigner yang terkenal. Hasil percobaan yang ia lakukan bersama Myer Bloom dan D.G. Hurst ini diterbitkan dalam majalah Physical Review dan Canadian Journal of Research. Selanjutnya, melalui metode penyerapan yang sama, ia menyigi hempasan inelastik neutron dari berbagai bahan lainnya (aluminium, grafit dan berlian). Ini percobaan kuantitatif pertama di dunia mengenai spektroskopi neutron lambat dan hasilnya yang menggembirakan dipublikasikan dalam Physical Review. Bertram dan timnya terus mempertajam eksperimen mereka mengenai hempasan inelastik neutron ketika reaktor aliran tinggi NRU yang mereka pakai untuk memproduksi  neutron meledak di bulan November 1952. Percobaan pun terhenti dan perbaikan dilakukan hingga musim panas 1954.

Dalam kurun menunggu ini, Bertram diundang ke Brookhaven, Amerika Serikat, untuk melakukan riset di sana. Setelah itu ia kembali ke Deep River dan melanjutkan penelitiannya bersama orang  lain atau secara individual. Ia bermitra dengan Leon van Hove dan menggulir riset bersama mengenai korelasi generasi baru. Setelah NRU berfungsi kembali, banyak hal yang berkembang pesat di Deep River. David G. Henshaw dan Jack Freeborn bergabung di tempat ini dengan membawa monokromator logam yang canggih. Alec T. Stewart masuk dengan badan Pemotong-Filter Be/Pb dan spektrometer tiga-sumbu primitif. Di tahun 1956, tiga piranti baru itu berhasil disempurnakan sehingga pengoperasian mereka menjadi lebih fleksibel dan hasil kerja mereka lebih akurat. Di tahun 1958, Bertram dan rekan-rekannya mengaplikasikan “metode Q konstan” yang baru ditemukan ke reaktor NRU mereka. Dengan segala perbaikan itu, rangkaian riset dengan NRU di Deep River memasuki fase baru mulai tahun 1959. Spektrometer tiga-sumbu primitif bekerja hampir sempurna dan hadirnya peralatan hebat ini mendorong banyak ilmuwan dari berbagai negara bergabung dengan tim riset pimpinan Bertram.

Reputasi Bertram sendiri sudah terkerek tinggi-tinggi sebelum tibanya periode yang cemerlang itu. Pada tahun 1957, untuk pertama kalinya, ia melakukan perjalanan ke Inggris dan Eropa. Banyak seminar dan konferensi ia ikuti. Ia menyajikan tulisan ilmiah yang sangat berbobot di Konferensi Fisika dan Kimia di Varenna, Italia. Pemberhentian terakhirnya adalah sebuah pertemuan di Stockholm, Swedia, yang dihadiri para ilmuwan yang berkecimpung di bidang hempasan neutron. Setelah mempresentasikan karya ilmiahnya di hari pertama, ia terserang flu berat dan dipaksa melewatkan hari-hari terakhirnya di Eropa di rumah sakit. Pada bulan Oktober 1960, Bertram kembali menyambangi benua itu untuk menyajikan makalah ilmiah di dua konferensi IAEA di kota Wina, Austria. Tulisannya mengandung penemuan penting dalam memajukan eksperimen hempasan inelastik di masa-masa berikutnya.

Pada tahun 1958, A.D.B. David Woods bergabung dengan timnya di Deep River. Sejak itu Woods menjadi mitra risetnya yang paling kental. Selain tokoh ini, puluhan ilmuwan ternama juga meramaikan kegiatan ilmiah di Chalk River. Pada tahun 1962, di pertengahan umur 40-an, Bertram menempati posisi sebagai guru besar fisika di Universitas McMaster, Ontario. Ia sudah lama ingin berkarir di perguruan tinggi dan tahun itu dirasanya sebagai saat yang tepat untuk memulainya karena pada waktu  yang sama risetnya di Deep River sudah sukses besar dan telah berubah menjadi bidang penelitian yang sangat mapan. McMaster memiliki reaktor “kolam renang” yang menjanjikan eksperimen-eksperimen kelas satu di bidang hempasan neutron. Dengan berada di sana, ia tidak akan kehilangan masalah untuk diteliti. Selain itu, ia dan Dorie sepakat untuk tidak pindah ke perguruan tinggi besar yang berada di lingkungan kota besar. Bagi mereka, membesarkan enam anak akan lebih efektif jika dijalankan di lingkungan yang sederhana tapi berkultur maju. Laboratorium Chalk River sendiri sangat menyokong kepindahan Bertram ke McMaster dan menyiapkan program penelitian dan pelatihan bagi dirinya disertai segenap peralatan yang ia butuhkan. Pengaturan ini terasa sangat efektif di sepanjang 1960-an hingga awal tahun 1970-an.

Di McMaster, bersama sekelompok mahasiswa yang berbakat, Bertram memasang sebuah difraktometer neutron dan sebuah peralatan tiga-sumbu baru yang terus dipakai hingga saat ini. Mulai tahun 1971, semua piranti riset telah dipasok secara mandiri oleh McMaster tanpa bantuan lagi dari Laboratorium Chalk River. Sebagai guru besar fisika, Bertram mengajar tiga mata kuliah (fisika benda padat, termodinamika dan mekanika statistika) setiap tahun. Di luar itu ia juga melakukan tugas-tugas yang diberikan pihak universitas. Di bawah bimbingannya lahir 11 doktor fisika, enam di antaranya kemudian berkutat di bidang riset hempasan neutron. Di bawah arahannya juga lahir lebih banyak lagi fisikawan-fisikawan tingkat master. Sejak tahun 1960, Bertram mengidap sejumlah penyakit serius yang kambuh dalam interval beberapa tahun. Untuk mengatasi ini, ia terus berada di bawah pengawasan keluarga dan komunitas medis. Ia sering berlibur untuk mengembalikan stamina ke rumah peristirahatan keluarga di Danau Balsam di sebelah utara Ontario. Bersama anggota keluarga lainnya, ia juga kerap berkemah di tempat-tempat terbuka sampai penyakit punggungnya mencegah dia berada di areal seperti itu. Musik konser, opera dan piringan hitam pun menjadi bagian penting dari suasana waktu senggangnya.

Selama tahun 1970-an, ia berusaha mengasah kembali minat intelektualnya. Apa yang ia namakan sebagai “filosofi fisika” ia gali dan pikirkan. Ia juga merenungkan hal-hal lain seperti persediaan energi, dinamika ekonomi dan sistem etika. Ia pun berusaha keras mencari celah-celah fisika lain yang layak diteliti. Dengan semua usaha intelektual itu, Bertram tiba pada deskripsi baru mengenai isi dunia. Namun sayang tak banyak dari hasil pemikiran komprehensifnya yang terpublikasi. Ia hanya sering memperbincangkan itu dalam seminar-seminar atau pun dalam dialog tak resmi dengan para kolega.

(Dari berbagai sumber. Foto : nobelprize.org )

Posted in: Artikel,Biografi Tokoh Peraih Nobel