Kalau kalian pernah melihat penggaris yang dipakai di
sekolah dasar dan menengah, kemungkinan besar penggaris itu panjangnya 30 cm.
Tigapuluh sentimeter itu lebih kurang sama dengan 12 inci atau 1 kaki (foot,
ini satuan panjang ala Kerajaan Inggris). Pernahkah terpikir dalam benak
kalian, alasan kenapa panjang penggaris lebish seringnya 30 cm?
Dalam bidang komputer dan elektronika, panjang 30 cm
memiliki arti khusus. Arti khusus yang penting dan menjadi
pegangan dalam merancang dan membangun rangkaian mikroelektronika dan rangkaian
terpadu (integrated circuit, IC).
30 cm lebih kurang adalah jarak yang ditempuh oleh
gelombang elektromagnetik dalam waktu satu per milyar detik. Perioda satu per
milyar detik berkorespondensi dengan frekuensi 1 milyar daur (cycle) per detik
(giga hertz, GHz), jadi lebih kurang pada orde/skala yang sama dengan kecepatan
komputer saat ini.
Faktor 30 cm menjadi penting dalam merancang sebuah
rangkaian elektronika yang beroperasi pada frekuensi GHz. Dalam rangkaian
elektronika skala GHz, daur arus listrik dalam rangkaian akan menghasilkan
gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang pada sekitar skala
sentimeter.
Jika rangkaian elektronika tersebut berukuran juga
pada skala sentimeter, maka insinyur yang merancang rangkaian tersebut harus
mempertimbangkan faktor waktu yang diperlukan untuk perambatan gelombang
elektromagnetik dalam rangkaian.
Problem serupa, yakni memperhitungkan faktor waktu
yang diperlukan untuk perambatan gelombang elektromagnetik, muncul dalam banyak
teknologi sehari-hari: radar, telekomunikasi seluler dan satelit, jaringan
serat optik (optical fiber), global positioning system, perpetaan, geodesi, dan
banyak lagi.
Dalam fisika partikel eksperimen, problem ini muncul
ketika fisikawan harus mempertimbangkan waktu tempuh sinyal dalam serat optik
dari detektor yang terletak 100 meter di bawah tanah ke komputer yang membaca
dan menyimpan data di permukaan tanah.
Sebagai contoh, akselerator LHC beroperasi dengan
frekuensi 40 MHz atau periode 25 per milyar detik. Setiap 25 per milyar detik,
terjadi beberapa tumbukan/interaksi di dalam detektor. Dengan menggunakan
aturan 30 cm, kita tahu bahwa selama 25 per milyar detik, cahaya akan menempuh
jarak 7.5 meter.
Padahal jarak dari bawah tanah ke permukaan tanah
adalah 100 meter lebih! Sebelum sinyal dari detektor mencapai permukaan tanah
dan direkam dalam komputer, detektor sudah menerima data kembali.
Penggunaan ukuran 30 cm untuk memberikan
ilustrasi/gambaran tentang kecepatan cahaya dan jarak yang ditempuh,
dipopulerkan oleh Laksamana Pertama (Commodore/Rear Admiral) Grace Hopper,
seorang sesepuh dalam bidang komputer dan informatika.
0 komentar:
Posting Komentar