Di salah satu lingkungan paling ekstrem di Bumi – Collider Hadron besar – elektronik normal gagal hampir secara instan. Tetapi para insinyur di Universitas Columbia telah menciptakan microchip kustom yang tidak hanya selamat dari radiasi intens collider tetapi juga memainkan peran penting dalam membuka kunci rahasia alam semesta. Keripik ini mendigitalkan bisikan listrik dari tabrakan partikel, membantu (…)

RisalahPos.com Network

Algoritma pembelajaran dalam-dalam telah memungkinkan CT scan dosis ultra-rendah untuk mendiagnosis pneumonia dengan hanya 2% dari radiasi pemindaian standar. AI secara dramatis meningkatkan kejernihan gambar, mengurangi positif palsu dan membuat nodul lebih mudah dideteksi. Inovasi ini dapat mendefinisikan kembali pedoman klinis, menawarkan pencitraan yang lebih aman untuk pasien yang imunokompromi dan muda. Terobosan dalam CT dosis rendah (…)

RisalahPos.com Network

Badai matahari yang sengit pada Mei 2024 melakukan lebih dari mengganggu GPS – ia menciptakan dua sabuk radiasi baru. Sebuah Cubesat yang dihidupkan kembali menangkap peristiwa langka ini, mengungkapkan ikat pinggang dengan proton, yang pertama dalam sejarah cuaca ruang angkasa. Badai matahari Mei 2024 menyebabkan pembentukan dua sabuk radiasi sementara di sekitar Bumi. Sedangkan serupa (…)

RisalahPos.com Network

Related

Metode pengiriman hidung baru untuk amifostine dapat melindungi jaringan yang sehat selama terapi radiasi kanker pankreas, berpotensi meningkatkan kelangsungan hidup dan memperluas pilihan pengobatan. Sebuah pendekatan baru yang dikembangkan oleh para ilmuwan, termasuk ahli kimia Rice University James Tour, dapat merevolusi pengobatan kanker pankreas, salah satu kanker paling mematikan dengan pilihan terapi terbatas. Peneliti telah memperkenalkan (…)

RisalahPos.com Network

Related

Deinococcus radiodurans, juga dikenal sebagai “Conan the Bacterium,” adalah salah satu bentuk kehidupan paling tangguh di alam, mampu bertahan pada tingkat radiasi ribuan kali lebih tinggi daripada yang dapat membunuh manusia. Para ilmuwan akhirnya mengungkap rahasia molekuler di balik ketahanannya: kompleks antioksidan unik yang dibentuk oleh mangan dan metabolit spesifik. Penemuan ini bisa membuka (…)

RisalahPos.com Network

Related

Radiasi gamma mengubah metana menjadi glisin dan berbagai molekul kompleks lainnya. Sebuah tim peneliti melaporkan dalam jurnal Angewandte Chemie bahwa radiasi gamma dapat mengubah metana menjadi beragam produk pada suhu kamar, termasuk hidrokarbon, molekul beroksigen, dan asam amino. Reaksi ini kemungkinan besar memainkan peran penting dalam pembentukan senyawa organik kompleks (…)

RisalahPos.com Network

Related

Teknik baru memperpendek kumpulan elektron dalam cincin penyimpanan untuk menghasilkan radiasi sinkrotron yang lebih kuat dan koheren, mirip dengan laser berdaya tinggi. Metode ini telah berhasil diuji, menandai kemajuan menuju jenis sumber radiasi baru yang dapat memiliki dampak signifikan pada penelitian material.

Sebuah tim internasional menyajikan prinsip fungsional sumber baru radiasi sinkrotron di Komunikasi Alam Fisika. Steady-state microbunching (SSMB) memungkinkan pembangunan sumber radiasi yang efisien dan kuat untuk radiasi UV yang koheren di masa mendatang. Hal ini sangat menarik untuk aplikasi dalam penelitian dasar maupun dalam industri semikonduktor.

Cincin Penyimpanan dan Radiasi Sinkrotron

Ketika elektron yang sangat cepat dibelokkan, elektron tersebut memancarkan radiasi sinkrotron cahaya. Hal ini digunakan dalam apa yang disebut cincin penyimpanan di mana magnet memaksa partikel ke jalur tertutup. Cahaya ini tidak koheren secara longitudinal dan terdiri dari spektrum panjang gelombang yang luas. Kecemerlangannya yang tinggi menjadikannya alat yang sangat baik untuk penelitian material. Monokromator dapat digunakan untuk memilih panjang gelombang individual dari spektrum, tetapi hal ini mengurangi daya radiasi hingga beberapa kali lipat hingga nilai beberapa watt saja.

Kemajuan dalam Pembangkitan Cahaya Koheren

Namun, bagaimana jika cincin penyimpanan tersebut menghasilkan cahaya monokromatik dan koheren dengan keluaran beberapa kilowatt, yang serupa dengan laser berdaya tinggi? Fisikawan Alexander Chao dan mahasiswa doktoralnya Daniel Ratner menemukan jawaban untuk tantangan ini pada tahun 2010: jika kumpulan elektron yang mengorbit dalam cincin penyimpanan menjadi lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya, radiasi yang dipancarkan menjadi koheren dan karenanya jutaan kali lebih kuat.

“Anda perlu tahu bahwa elektron dalam cincin penyimpanan tidak terdistribusi secara homogen,” jelas Arnold Kruschinski, mahasiswa PhD di HZB dan penulis utama makalah tersebut. “Elektron bergerak dalam kelompok dengan panjang tipikal sekitar satu sentimeter dan jarak sekitar 60 sentimeter. Itu enam kali lipat lebih banyak daripada kelompok mikro yang diusulkan oleh Alexander Chao.” Ahli teori Tiongkok Xiujie Deng telah menetapkan serangkaian pengaturan untuk jenis akselerator melingkar tertentu, cincin isochrone atau “alfa rendah”, untuk proyek Steady-State Micro-Bunching (SSMB). Setelah berinteraksi dengan laser, ini menciptakan kelompok partikel pendek yang panjangnya hanya satu mikrometer.

Terobosan dalam Teknik Micro-Bunching

Tim peneliti dari HZB, Universitas Tsinghua, dan PTB telah menunjukkan bahwa hal ini berhasil dalam percobaan pembuktian prinsip pada tahun 2021. Mereka menggunakan Metrology Light Source (MLS) di Adlershof — cincin penyimpanan pertama yang pernah dirancang untuk operasi alfa rendah. Tim tersebut kini telah dapat sepenuhnya memverifikasi teori Deng untuk menghasilkan kumpulan mikro dalam percobaan ekstensif. “Bagi kami, ini merupakan langkah penting menuju jenis sumber radiasi SSMB yang baru,” kata Arnold Kruschinski.

Perspektif Masa Depan dan Tujuan Jangka Panjang

Namun, manajer proyek HZB Jörg Feikes yakin bahwa butuh waktu hingga saat itu tiba. Ia melihat beberapa persamaan antara SSMB dan pengembangan laser elektron bebas. “Setelah percobaan awal dan pengembangan selama puluhan tahun, ide ini berubah menjadi akselerator superkonduktor sepanjang satu kilometer,” katanya. “Pengembangan semacam itu bersifat jangka panjang. Dimulai dengan sebuah ide, kemudian teori, lalu ada peneliti yang secara bertahap mewujudkannya dan saya pikir SSMB akan berkembang dengan cara yang sama.”

Referensi: “Mengonfirmasi landasan teoritis dari steady-state microbunching” oleh Arnold Kruschinski, Xiujie Deng, Jörg Feikes, Arne Hoehl, Roman Klein, Ji Li, Markus Ries dan Alexander Chao, 21 Mei 2024, Fisika Komunikasi.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1038/s42005-024-01657-y

NASA'S Eropa Misi Clipper difokuskan pada penyelesaian masalah radiasi transistor saat bersiap untuk peluncuran ekspedisi ke Jupiter untuk mengeksplorasi kelayakhunian Europa.

Misi tersebut menghadapi tantangan dengan transistor yang tahan radiasi, yang diketahui kurang tahan terhadap radiasi intens Jupiter. Pengujian di berbagai pusat NASA bertujuan untuk mengatasi masalah ini.

Persiapan untuk peluncuran misi Europa Clipper milik NASA sedang berlangsung. Pesawat antariksa tersebut telah dikirim ke Kennedy Space Center di Florida pada bulan Mei lalu, dan tim telah berhasil memasang antena berkekuatan tinggi.

Para teknisi misi Europa Clipper NASA terus melakukan pengujian ekstensif terhadap transistor yang membantu mengendalikan aliran listrik pada wahana antariksa tersebut. Versi khusus yang digunakan oleh Europa Clipper telah mengalami pengerasan radiasi dan dimaksudkan untuk mentoleransi 100 hingga 300 kilorad, atau krad (“rad” adalah satuan ukuran untuk dosis radiasi pengion yang diserap).

Namun, tim misi di Laboratorium Propulsi Jet NASA (Bahasa Inggris JPL) di California Selatan, yang mengelola misi tersebut, sedang menilai data uji yang menunjukkan beberapa transistor dapat terpengaruh oleh tingkat radiasi yang jauh lebih rendah dalam beberapa kondisi. Mereka khawatir bahwa beberapa bagian ini mungkin tidak tahan terhadap radiasi sistem Jupiter, yang merupakan lingkungan radiasi paling intens di tata surya.

Tantangan Radiasi dan Analisis Berkelanjutan

Pengujian juga dilakukan di Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins (APL) di Laurel, Maryland, dan Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. APL merancang badan pesawat antariksa utama bekerja sama dengan JPL dan NASA Goddard.

Masalah dengan transistor terungkap pada bulan Mei ketika tim misi diberitahu bahwa komponen serupa mengalami kegagalan pada dosis radiasi yang lebih rendah dari yang diharapkan. Pada bulan Juni 2024, peringatan industri dikirimkan untuk memberi tahu pengguna tentang masalah ini. Pabrikan bekerja sama dengan tim misi untuk mendukung upaya uji dan analisis radiasi yang sedang berlangsung guna lebih memahami risiko penggunaan komponen ini pada pesawat ruang angkasa Europa Clipper.

Daya Tahan dan Solusi Elektronik

Data pengujian yang diperoleh sejauh ini menunjukkan beberapa transistor kemungkinan akan rusak di lingkungan dengan radiasi tinggi di dekat Jupiter dan bulannya, Europa, karena komponennya tidak tahan radiasi seperti yang diharapkan. Tim tersebut berupaya menentukan berapa banyak transistor yang mungkin rentan dan bagaimana kinerjanya saat beroperasi. NASA sedang mengevaluasi opsi untuk memaksimalkan keawetan transistor di sistem Jupiter. Analisis awal diharapkan selesai pada akhir Juli.

Elektronik yang tahan radiasi digunakan di seluruh industri untuk melindungi pesawat antariksa dari kerusakan radiasi yang dapat terjadi di luar angkasa. Sistem Jupiter sangat berbahaya bagi pesawat antariksa karena medan magnetnya yang sangat besar — ​​20.000 kali lebih kuat dari medan magnet Bumi — menjebak partikel bermuatan dan mempercepatnya ke energi yang sangat tinggi, menciptakan radiasi intens yang membombardir Europa dan bulan-bulan bagian dalam lainnya. Tampaknya masalah yang mungkin memengaruhi transistor pada Europa Clipper adalah fenomena yang tidak disadari oleh industri dan merupakan celah yang baru diidentifikasi dalam kualifikasi radiasi standar industri untuk banyak wafer transistor.

Tujuan Misi dan Prospek Masa Depan

Periode peluncuran Europa Clipper dibuka pada tanggal 10 Oktober dan dijadwalkan tiba di Jupiter pada tahun 2030, tempat ia akan melakukan penyelidikan ilmiah guna memahami potensi kelayakhunian Europa saat melintasi bulan tersebut beberapa kali.

Total biaya misi Europa Clipper diperkirakan sekitar $5 miliar, menjadikannya salah satu misi sains planet termahal. Anggaran ini mencakup pengembangan, peluncuran, dan pengoperasian wahana antariksa selama durasi misi yang direncanakan.