Tags

, , , ,

Picture2

1. Pendahuluan

Teknologi berkembang seiring berjalannya waktu dan berkembangnya peradaban manusia. Hal-hal yang pada masa lalu dianggap tidak mungkin, kini bisa diwujudkan dengan memanfaatkan ilmu pengetahuan. Dulu manusia hanya bisa bermimpi dan berimajinasi dapat terbang di angkasa. Namun seiring berkembangnya teknologi, mimpi itu bisa diwujudkan dengan ditemukannya balon udara dan pesawat terbang.

Dalam film-film, sering ditampilkan berbagai alat berteknologi tinggi yang mulanya hanya dianggap sekadar khayalan. Misalnya saja kamera berbentuk pena atau kacamata, perekam suara berbentuk kancing baju, ataupun alat komunikasi berbentuk jam tangan. Namun sekarang alat-alat tersebut telah terealisasi di dunia nyata. Teknologi berkembang sedemikian rupa sehingga mampu mewujudkan mimpi-mimpi manusia.

Salah satu imajinasi manusia yang kerap diungkapkan melalui film adalah kemampuan untuk menghilang. Hal itu antara lain terlihat melalui ditampilkannya jubah ajaib dalam film Harry Potter. Siapapun yang mengenakan jubah itu, maka dia tidak akan terlihat oleh orang lain. Hal itulah yang kemudian mengilhami penelitian sejumlah peneliti di Inggris dan Amerika. Mereka berupaya keras mencari bahan untuk membuat jubah yang mampu membuat objek yang diselimutinya menjadi tidak terlihat.

Para ahli di bidang ilmu pasti alam bekerja keras menemukan bahan-bahan yang sanggup menghilangkan objek. Ilusi optik menjadi kata kunci dalam mengembangkan teknologi tersebut. Seperti halnya dalam film-film, produk itu didesain dalam bentuk jubah agar mudah dikenakan manusia. Jubah umumnya berukuran besar dan lebar sehingga bisa melindungi manusia sebagai pemakai, baik yang berperawakan kecil hingga yang besar. Apabila berhasil ditemukan dan diwujudkan, tentunya akan memberikan sumbangan yang besar bagi dunia militer. Tidak heran, US Army Research Office membiayai penelitian tentang itu.

2. Latar Belakang

Teknologi menghilangkan objek dari penglihatan sudah sejak lama menjadi keinginan para ilmuwan. Keinginan yang sama juga dimiliki oleh pihak militer. Sebab dengan posisi tidak terlihat oleh musuh maka akan membuat tentara yang sedang berperang akan merasa lebih aman saat bersembunyi, melakukan kegiatan mata-mata, atau menembakkan peluru kepada target.

Karena itulah, pada saat berperang, pasukan militer kerap melakukan kamuflase dengan mengenakan pakaian dan perlengkapan yang warnanya serupa dengan lingkungan sekitar atau sewarna dengan latar belakangnya untuk mengelabuhi pandangan musuh. Misalnya ketika bertempur di hutan, para tentara mencoreng wajahnya sedemikian rupa dan membawa dedaunan di sekujur tubuhnya agar tampak seperti pohon. Ketika terlibat dalam pertempuran dengan medan bersalju, umumnya para tentara memakai pakaian serba putih. Helm yang mereka pakai pun berwarna putih. Dengan demikian posisi mereka tidak mudah terlihat musuh karena serupa dengan warna salju. Teknik kamuflase semacam ini mengadopsi sifat mimikri pada bunglon.

SNIPER06

Di dunia militer, telah dikenal dan diaplikasikan pula teknologi siluman. Seperti layaknya siluman, kendaraan tempur yang menggunakan teknologi ini tidak terdeteksi keberadaannya. Namun tiba-tiba saja ada serangan gencar yang dilontarkan kendaraan tersebut. Teknologi ini diaplikasikan pada perangkat pesawat terbang, kapal laut, dan juga misil (proyektil/ persenjataan). Pesawat siluman memiliki kemampuan menghindari pendeteksian, baik deteksi visual, audio, sensor panas, maupun gelombang radio (radar).

Picture3Secara visual, pesawat akan lebih sulit terlihat bila mempunyai warna yang sama dengan warna latar belakangnya (menggunakan mekanisme kamuflase). Dari segi audio, pesawat yang biasanya berisik dibuat setenang mungkin. Karena itu pesawat siluman disebut pula sebagai pesawat amat senyap. Untuk menghindari sensor panas maka digunakan cara mencampur semburan mesin dengan udara dingin dari luar badan pesawat sebelum dihembuskan keluar pesawat dan memperpanjang pipa exhaust. Sekadar diketahui, bagian paling panas dari pesawat biasanya adalah saluran buangan udara mesin atau exhaust dan leading edge. Bagian inilah yang biasanya dikejar rudal anti-pesawat dengan sensor inframerah.

Untuk menghindari deteksi gelombang radio, maka yang perlu dilakukan adalah dengan mencegah gelombang radio dari radar tidak terpantul dari badan pesawat dan kembali ke radar. Karena itu tubuh pesawat dilapisi RAM (Radar Absorbent Material), sehingga gelombang radio dipantulkan ke arah lain. Biasanya bentuk pesawat pun didesain aneh, tidak seperti bentuk pesawat kebanyakan.

Pesawat maupun kapal dengan teknologi siluman itu tidaklah kasat mata. Keberadaan secara visual masih bisa ditangkap meskipun terbatas. Karena itu, keinginan untuk memiliki jubah ajaib ala Harry Potter pun semakin menggebu. Dalam perkembangannya, para ilmuwan pun terus berusaha menemukan cara agar suatu benda dapat benar-benar menghilang dari pandangan. Percobaan demi percobaan mereka lakukan hingga menemukan suatu material ajaib yang dikenal sebagai metamaterial untuk digunakan sebagai bahan dasar pembuatan jubah ajaib tersebut.

3. Metodologi

Penyusunan tulisan ini dilakukan dengan melalui penelitian perpustakaan. Penulis membaca sejumlah referensi mengenai teknologi menghilangkan suatu objek dari penglihatan untuk memperkaya tulisan. Teknologi menghilangkan objek itu merupakan ilusi optik yang menekankan pada mekanisme bagaimana suatu benda dapat terlihat oleh mata.

Suatu benda akan terlihat mata apabila ada cahaya. Ketika ada sinar datang, permukaan benda akan memantulkan sinar yang diterimanya. Lalu kumpulan cahaya yang dipantulkan tersebut bergerak dari benda menuju mata dan menembus lensa mata. Selanjutnya lensa mata membiaskan dan menjatuhkan cahaya secara terbalik di retina mata. Sinar yang jatuh di retina mata diubah menjadi sinyal-sinyal listrik dan diteruskan ke bintik kecil di bagian belakang otak yang merupakan pusat penglihatan oleh saraf-saraf neuron.

Picture4Kemudian sinyal listrik tersebut diterima sebagai sebuah bayangan setelah mengalami sederetan proses. Dalam bintik kecil yang berada di bagian belakang otak yang sama sekali gelap dan terlindung dari cahaya itulah penglihatan terjadi. Mekanisme pemantulan cahaya juga menjadi dasar penelitian penelitian bahan pembuat jubah ajaib.

Ilusi optik yang menjadi pondasi penelitian cara menghilangkan suatu objek dari pandangan mata terjadi karena mata pengamat terpedaya. Hal itu mungkin terjadi lantaran kesalahan penangkapan mata manusia.

4. Jubah Ajaib Membuat Objek Menjadi Transparan

Manusia berhasil menemukan teknologi yang memungkinkan suatu benda menjadi tidak terlihat karena tembus pandang. Hal itu dilakukan dengan memanipulasi optik. Untuk mewujudkan ‘manusia transparan’ dibutuhkan bahan retro reflektif khusus (permukaannya dipenuhi semacam manik-manik) sehingga bisa membelokkan cahaya. Alam telah menyediakan benda-benda yang dapat membelokkan cahaya seperti air, es, udara, berlian, kaca, dan safir. Suatu bahan yang permukaannya penuh dengan manik-manik kaca akan mengikat cahaya dengan proses yang disebut refraksi. Akibatnya cahaya yang datang dipantulkan kembali melalui jalan yang sama, sehingga pengamat mendapatkan lebih banyak cahaya yang terefleksikan. Dengan demikian, pengamat akan melihat refleksi yang lebih terang.

Picture5

Pada tahun 2004, ilmuwan Jepang bekerja keras menghilangkan objek dengan menjadikannya transparan. Caranya, seseorang mengenakan mantel dari bahan retro reflektif khusus yang kedap cahaya. Di belakang orang tersebut dipasang kamera video digital yang berfungsi merekam gambar di belakang orang yang bersangkutan. Oleh komputer, gambar yang telah direkam diproses sedemikian rupa sehingga menghasilkan image yang realistik pada saat diproyeksikan.

Kemudian proyektor menerima image dari komputer dan menyorotkannya ke sebuah alat yang disebut combiner. Cermin tembus pandang yang setengahnya terbuat dari perak itu mempunyai sifat benar-benar memantulkan cahaya. Cermin tersebut bertugas memantulkan image dari proyektor ke arah orang yang mengenakan jubah. Jubah itu berfungsi seperti layar film yang memantulkan cahaya secara langsung ke arah sumbernya, yaitu cermin.

Cahaya yang dipantulkan jubah ke arah cermin akhirnya jatuh ke mata orang yang mengamati, Karena cahaya yang dipantulkan jubah mengandung image pemandangan di belakang orang yang memakai jubah, maka efek tembus pandang pun terjadi.

Tentu saja teknologi menghilang ini masih belum sempurna. Orang berjubah bahan retro aktif khusus itu tetap tampak seperti orang berjubah bila dilihat dari sudut pandang yang berbeda dari orang yang matanya terkena pantulan cahaya dari combiner. Selain itu, bayangan pemakai mantel masih terlihat. Kelemahan lainnya, obyek harus diam di tempat karena gerakan kecil saja dapat mengganggu fokus kamera sehingga gambar yang diproyeksikan menjadi buram. Di samping itu, bahan retro reflektif dapat dilihat dari jarak jauh dan bila terpapar cahaya matahari yang terang. Karena keterbatasan tersebut, maka jubah ajaib yang didukung segala perlengkapannya itu sulit diaplikasikan di dunia militer.

5. Jubah Ajaib Metamaterial

Permukaan benda datar sempurna seperti cermin akan memantulkan bayangan utuh karena pantulannya bersifat spekular, yaitu memantulkan cahaya dengan arah sama persis dari sudut permukaan cermin. Namun pada permukaan benda yang kasar, cahaya yang dipantulkan oleh permukaan benda akan menyebar ke segala arah. Agar benda tidak dapat dilihat oleh mata meskipun ada cahaya, maka permukaan benda itu harus memiliki kemampuan memantulkan atau bahkan mengalirkan semua cahaya yang diterimanya tidak ke arah mata pengamat. Setelah melalui sejumlah riset, ditemukanlah material yang mempunyai kemampuan semacam itu. Material tersebut dikenal sebagai metamaterial.

Metamaterial didefinisikan sebagai komposit makroskopik buatan manusia, berwujud tiga dimensi, merupakan bangunan yang terdiri dari sel periodik yang didesain untuk memproduksi sebuah kombinasi yang baik, dan tidak tersedia di alam, serta dua atau lebih komponen bereaksi terhadap eksitasi spesifik. Setiap sel terdiri dari metapartikel, unsur pokok makroskopik yang didesain dengan dimensionalitas rendah, yang membolehkan setiap komponen eksitasi untuk diisolasi dan secara terpisah dimaksimalkan. Bangunan metamaterial diseleksi agar secara strategis dapat mengkombinasikan lagi reaksi quasi-statis lokal, mengkombinasikan atau mengisolasi reaksi non-lokal spesifik.

Pada akhir tahun 1990-an, fisikawan dari London’s Imperial College bernama John Pendry memulai proyeknya membuat metamaterial. Setelah membuat desainnya, para peneliti kemudian memberikan material unik yang bersifat elektrik dan magnetik seperti fiberglass dan tembaga. Pada tahun 2000, professor bidang rekayasa listrik dan komputer dari Universitas Duke bernama David Smith menemukan kombinasi metamaterial yang menampilkan peristiwa optik yang aneh. Cahaya dapat diteruskan ke belakang sebuah benda yang mengandung metamaterial. Sebuah lensa yang terbuat dari material teoritis semacam ini akan memproduksi dengan sempurna detil terkecil dari objek di belakangnya. Hal semacam itu tidak bisa dilakukan oleh lensa tradisional.

Pada tahun 2006, ilmuwan dari Amerika dan Inggris melakukan tes material penghilang benda yang menggunakan metamaterial untuk pertama kalinya. Saat itu diperlihatkan bahwa gelombang elektromagnetik bisa diletakkan dan dililitkan di daerah yang diinginkan, kemudian mengembalikannya lagi di bagian yang lain. Jubah ini terbukti mampu mencegah sebuah silinder tembaga terdeteksi oleh gelombang mikro.

Material tersebut menggunakan sebuah matriks yang sangat kecil, bahkan berskala nano, kawat logam dan kumparan untuk mengontrol radiasi elektromagnetik yang tidak bisa dilakukan oleh substansi alamiah. Menurut Xiang Zhang, insinyur metamerial yang juga fisikawan Universitas California, Berkeley, jubah tersebut masih sebatas dua dimensi. Material yang digunakan pun masih terbatas pada single monolayer dari atom artifisial.

Benda tersebut juga baru mampu bekerja pada gelombang mikro. Objek yang akan dihilangkan juga belum sepenuhnya menghilang, lantaran masih ada bayangan benda yang tertangkap mata pengamat. Meskipun demikian, eksperimen itu telah memberikan pondasi yang kuat bahwa teori tentang metamaterial yang bisa menyembunyikan suatu benda ternyata terwujud. Karenanya dibutuhkan penelitian lanjutan agar benar-benar bisa mewujudkan mimpi manusia untuk bisa menghilang layaknya Harry Potter.

Pada tahun 2008, para peneliti di Universitas California di Berkeley mengembangkan bahan yang bisa membelokkan berkas cahaya di sekeliling benda-benda tiga dimensi. Secara ajaib, benda berstruktur tiga dimensi itu tidak tampak oleh mata. Bahan baru itu memiliki sifat-sifat refraktif negatif, yang berarti gelombang berbelok ke arah yang berlawanan, seolah-olah dipantulkan diluar garis perpendikuler. Agar hal itu terjadi, susunan struktur material harus lebih kecil daripada spektrum elektromagnetik, seperti cahaya, yang tampak. Pada kenyataannya mengikat gelombang cahaya yang lebih panjang akan lebih mudah.

Bahan pembuat jubah ajaib itu mempunyai struktur mirip jaring ikan. Strukturnya berlapis-lapis dan transparan dalam berbagai macam rentang gelombang cahaya. Bila terpapar oleh panjang gelombang cahaya tampak, maka akan mampu menghilangkan benda dari pandangan. Tim Berkeley menggunakan 21 layer yang terbuat dari perak dan magnesium. Masing-masing layer memiliki ketebalan sekitar 10 nanometer.

Picture6

Metamaterial yang digunakan dibuat dari campuran perak, magnesium florida, teflon, dan serat komposit. Pembuatannya dilakukan dengan nanoteknologi. Untuk membuat satu meter metamaterial, diperlukan jutaan nanometer material komposit.

Sistem ini bekerja seperti air di sekitar sebongkah batu yang menonjol di permukaan air. Aliran air ibarat menembus badan batu untuk selanjutnya meneruskan alirannya. Padahal air membelok sedemikian rupa dan kemudian meneruskan alirannya di belakang badan batu.

Meski demikian, para peneliti di Berkeley menyatakan beberapa kendala dalam mewujudkan jubah yang sama persis seperti yang dimiliki Harry Potter. Pertama, bahan tersebut hanya mampu bekerja dalam panjang gelombang atau warna tertentu. Kedua, bahan tersebut berupa metal yang rentan. Ketiga, masih sulit memproduksi bahan semacam itu dalam skala yang luas.

6. Manfaat Jubah Ajaib Bagi Dunia Pertahanan

Untuk membuat jubah ajaib seperti yang dimiliki Harry Potter memang masih banyak tantangannya. Namun hal itu bukan tidak mungkin bisa diwujudkan, mengingat penelitian yang dilakukan dari tahun ke tahun semakin menunjukkan realisasi jubah ajaib itu kian dekat. Bagi dunia militer dan pertahanan, tentunya keberadaan akan alat itu akan memberikan sejumlah manfaat seperti:

1. Dapat melengkapi teknologi siluman kendaraan tempur. Dengan demikian, kendaraan tempur yang terlingkupi jubah tersebut akan benar-benar kasat mata.

2. Memudahkan penyerangan kepada musuh. Dengan kondisi yang tidak dapat terlihat oleh mata, maka seorang tentara akan lebih mudah berjalan ke markas lawan atau ke arah pasukan lawan untuk melakukan serangan.

3. Memudahkan kegiatan mata-mata dan pengintaian terhadap musuh, tersangka teroris, ataupun pihak-pihak yang diduga hendak melakukan kerusuhan.

7. Kesimpulan

Perkembangan teknologi dapat membantu manusia mewujudkan mimpi-mimpi dan imajinasinya. Sebelumnya tentara menghilangkan diri dari pandangan lawan dengan menggunakan teknik kamuflase. Seiring berkembangnya teknologi, kendaraan tempur berbasis teknologi siluman pun dikembangkan dan diaplikasikan.

Mimpi dan keinginan tidak berhenti sampai di situ. Jubah ajaib ala Harry Potter yang bisa menghilangkan si pemakai pun menjadi inspirasi penelitian sejumlah ilmuwan. Bahkan militer AS dikabarkan mendanai salah satu penelitian tersebut. Hasil penelitian itu memunculkan sebuah bahan bernama metamaterial yang diyakini mampu menghilangkan objek dari pandangan mata karena sifatnya yang mampu mereflesikan secara negatif gelombang elektromagnetik.

Mimpi untuk bisa menghilang selangkah demi selangkah mendekati kenyataan. Meski menemui sejumlah kendala untuk bisa membuat jubah yang sama persis seperti yang dimiliki Harry Potter, namun para ilmuwan yakin suatu hari akan bisa mengalahkan tantangan itu.

Teknologi semacam itu tentu bukanlah sesuatu yang murah. Artinya, hanya negara-negara dengan uang banyak saja yang bisa memilikinya. Karena itu, apabila jubah ajaib benar-benar bisa diwujudkan hendaknya benar-benar digunakan sebaik-baiknya untuk tujuan pertahanan keamanan dan perdamaian. Bila tidak jubah ajaib hanya akan menambah terror dan penderitaan masyarakat.

Ucapan Terimakasih

Penulis berterimakasih kepada Bapak Dwiwahju Sasongko sebagai dosen mata kuliah Sistem Pertahanan dan Inovasi, Defence Management ITB, yang kembali mengingatkan ilmu-ilmu fisika, kimia, dan matematika. Terimakasih pula kepada Bapak Sunu Pranolo yang memberikan masukan atas ide penulisan makalah ini. Juga kepada keluarga yang memberikan dukungan. Tak lupa terimakasih diberikan kepada Dini dan Fanny, yang bersedia meluangkan waktu untuk bertukar pikiran dan memberi semangat. Ucapan yang sama juga penulis berikan kepada Tacchi dan Barry.

Referensi:
Majari Magazine, Metamaterial Penyusun Jubah Ajaib, 17 Februari 2009.

Safri, Khairuddin, Mengenal Teknologi Siluman: Pesawat Terbang Berteknologi Siluman, Makalah Dasar-dasar Otomotif, Fakultas Teknis Mesin, Universitas Negeri Jakarta, 2007.

Disappear into thin air? Scientists Take Step toward Invisibility, http://www.csmonitor.com/2006/1020/p02s01-stss.html, diakses 23 April 2009.

Electromagnetic Emergence in Metamaterial, http://users.tkk.fi/~asihvola/emergence.pdf, diakses 23 April 2009.

Experts test cloaking technology http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6064620.stm, diakses 23 April 2009.

First Invisibility Cloak Tested Successfully, Scientists Say, http://news.nationalgeographic.com/news/2006/10/061019-invisible-cloak.html, diakses 23 April 2009.

How Invisibility Cloaks Work, http://science.howstuffworks.com/invisibility-cloak2.htm, diakses pada 23 April 2009.

Invisibility Cloak Demonstrated! http://home.nestor.minsk.by/computers/news/2006/10/2003.html , diakses 23 April 2009.

Invisibility Cloaks Possible, Study Says, http://news.nationalgeographic.com/news/2006/05/060525-invisibile.html, diakses 23 April 2009.

Invisibility shields one step closer with new metamaterials that bend light backwards, http://berkeley.edu/news/media/releases/2008/08/11_light.shtml, diakses 23 April 2009.

Jubah Harry Potter, Selangkah Lagi Terwujud, http://techno.okezone.com/index.php/ReadStory/2009/01/17/56/183644/jubah-harry-potter-selangkah-lagi-terwujud, diakses pada 23 April 2009.

Jubah Tembus Pandang Harry Potter Akan Menjadi Kenyataan, http://techno.okezone.com/index.php/ReadStory/2008/10/18/56/155268/jubah-tembus-pandang-harry-potter-akan-menjadi-kenyataan, diakses pada 23 April 2009.

Mantel Ajaib, http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_material/mantel-ajaib/, diakses pada 23 April 2009.

Mantel Harry Potter dari Berkeley, http://www.www.korantempo.com/id/arsip/2008/09/22/ILT/mbm.20080922.ILT128254.id.html , diakses 23 April 2009.

New Cloaking Device – Similar To One Blanket Used In Harry Potter Films – Metamaterials, http://www.bestsyndication.com/?q=20080811_metamaterials_cloaking_device.htm, diakses 23 April 2009.

Technology: Making Invisibility Cloaks Real with Metamaterials, http://www.photonics.com/Content/ReadArticle.aspx?ArticleID=36243, diakses pada 23 April 2009.

The Complete System, http://science.howstuffworks.com/invisibility-cloak3.htm, diakses 23 April 2009.