Bagaimana matematika Julius Plückerer menggeser fisika ke arah elektron

0
13

Julius Plückerer bukanlah kuda poni satu trik pada umumnya. Lahir pada tahun 1801 di Elberfeld, Jerman, ia menghabiskan hidupnya berpindah-pindah antara dua dunia yang dipisahkan oleh kebanyakan orang. Pertama adalah ranah matematika murni yang abstrak dan ketat. Lalu ada sisi eksperimental fisika yang berantakan. Dia tidak hanya sering mengunjungi daerah-daerah ini; Dia menaklukkan keduanya.

Perjalanannya dimulai di auditorium Heidelberg, Bonn, Berlin dan Paris. Pada tahun 1829, dia mendapat jabatan profesor di Universitas Bonn. Di sinilah segalanya menjadi menarik. Dia menerbitkan Analytisch-geometrische Entwicklungen. Ini lebih dari sekedar buku. Ini adalah cetak biru cara baru memandang alam semesta.

Geometri tradisional berfokus pada titik. Plückerer membalik naskahnya. Dia menggunakan garis sebagai blok bangunan dasar. Ini bukan sekadar penyesuaian. Ini adalah sebuah revolusi. Ia menemukan prinsip ganda geometri proyektif. Ide ini sederhana namun efektif. Jika pernyataan tentang titik benar, maka pernyataan tentang garis juga benar. Ganti saja elemennya. Ini adalah cermin matematika.

Pada tahun 1834 dia pindah ke Halle untuk kunjungan singkat. Dua tahun kemudian dia kembali ke Bonn. Saat itu ia menolak “teori kurva aljabar”. Di sini dia memperkenalkan apa yang sekarang kita sebut rumus Plückerer. Persamaan ini menghubungkan singularitas kurva aljabar dengan singularitas gandanya. Pada dasarnya, peta ini rusak dan tidak terhingga dalam lanskap fungsional. Dia juga mempromosikan fungsi linier sebagai alternatif sistem koordinat standar. Karyanya pada tahun 1846, System der Geometrie des Raumes menyempurnakan semua ini menjadi sistem yang terintegrasi.

Tapi kemudian segalanya berubah. Poros Utama.

Matematikawan Jakob Steiner memimpin sekolah sintetik di Berlin pada saat itu. Ini adalah arus utama. Plückerer merasa seperti orang luar. Atau mungkin dia hanya bosan. Untuk beberapa alasan dia meninggalkan geometri. Dia beralih ke fisika.

Perubahan ini mengubah segalanya. Pada tahun 1847, ia mulai mempelajari kristal di medan magnet. Hasilnya sangat mendasar. Ini akan membantu Anda memahami magnet dengan lebih baik. Namun karyanya yang paling terkenal bukanlah magnetisme. Itu ada dalam terang.

Dia berkolaborasi dengan fisikawan Johann W. Hittorf. Mereka mengamati sinar katoda bersama-sama. Mereka mempelajari defleksi magnet. Mereka meneliti secara menyeluruh spektroskopi. Mereka sudah bertahun-tahun lebih maju. Plückerer meletakkan fondasinya jauh sebelum Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff membuat pernyataan terkenal mereka tentang garis spektral. Ia menunjukkan bahwa garis spektral dapat mengidentifikasi zat kimia.

Pada tahun 1862 dia melakukan suatu hal penting. Bahkan unsur yang sama dapat menunjukkan spektrum yang berbeda tergantung suhu. Ini bukan sekedar detail kecil. Ini adalah wawasan penting tentang bagaimana materi berinteraksi dengan energi. Hittorf ingat bahwa Plücker adalah orang pertama yang mengidentifikasi tiga garis dalam spektrum hidrogen. Garis ini diidentifikasi dalam radiasi matahari hanya beberapa bulan setelah kematian Plücker pada tahun 1868.

Mengapa hal ini penting saat ini?

Mari kita pikirkan tentang layarnya. Bayangkan cahaya dari lampu jalan. Semua ini bergantung pada bagaimana atom memancarkan cahaya. Penelitian Plücker tentang sinar katoda dan spektroskopi berfungsi sebagai jembatan. Dia tidak hanya mengukur cahaya. Dia menelusuri asal-usulnya. Dia menunjukkan bahwa listrik dan cahaya terhubung dengan cara yang belum pernah dipetakan sebelumnya oleh siapa pun.

Setelah kematian Steiner pada tahun 1863, Plücker melanjutkan studi matematikanya. Tapi ini bukan matematika lama. Ini adalah wilayah baru. geometri garis. Ia menganggap garis lurus sebagai elemen utama ruang. Neue Geometrie des Raumes tahun 1868 miliknya adalah sketsa yang inovatif.

Dia tidak pernah menyelesaikan bagian kedua. Murid mudanya Felix Klein turun tangan. Klein memiliki bakat untuk menyelesaikan lukisan ini. Tanpa dia, gagasan akhir Plückere tentang geometri ruang mungkin akan tetap terfragmentasi.

Plücker meninggal di Bonn pada tahun 1868. Warisannya tidak dapat dikategorikan dengan mudah. Dia adalah seorang ahli geometri dan kemudian menjadi fisikawan. Seorang ahli teori menjadi eksperimen. Ia menunjukkan bahwa batasan antar disiplin ilmu seringkali dibuat-buat. Penemuan sebenarnya terjadi ketika Anda melewatinya.

Kami masih menggunakan rumusnya. Kami masih mengandalkan visi spektralnya. Garis spektral hidrogen yang ia temukan masih digunakan untuk mengidentifikasi bintang. Itu adalah semacam keabadian yang sunyi. Tidak semua orang mempunyai nama Plückerer. Namun karyanya bisa dilihat dimana-mana.

Pertanyaannya adalah apakah dia memahami betapa pentingnya gilirannya. Atau mungkin dia hanya membiarkan rasa penasaran menguasai dirinya. Mungkin yang terakhir. Dia tidak mencari ketenaran. Dia mencari kebenaran. Dia mengamati hal ini baik dalam jumlah maupun cahaya.