Mau Pergi? Jawab Dulu Dua Pertanyaan

Jika Luzhou harus mengikuti lomba selama 3 hari, ia harus mencari kelas pengganti untuk dua kelas utama.

Walaupun ia telah mendapatkan izin langsung dari sekolah, tapi tetap tidak sopan jika ia meninggalkan dua kelas utama begitu saja. Luzhou memutuskan untuk meminta izin tidak mengikuti kelas agar ia bisa fokus pada lomba.

Menurut informasi, nama dosen yang mengisi kelas tersebut adalah Li Rongen, seorang dosen tua dengan kualifikasi yang sangat tinggi. Luzhou meminta nomor telepon dosen tersebut di grup kelas, dan menelepon untuk memastikan dosen tersebut sedang ada di kantor sebelum meminta izin.

Luzhou mengetuk pintu, meletakkan surat izin dan menjelaskan alasannya.

"Izin?" Dosen Li melihat surat itu lalu melepaskan kacamatanya, kemudian ia tersenyum. "Namamu Luzhou, kan?"

"Benar." Luzhou mengangguk.

Dosen Li tersenyum dan berkata, "Kalau begitu, aku akan memintamu menjawab dua pertanyaan. Jika kamu berhasil, aku akan menerima izinmu"

Apakah dia boleh melakukan ini?!

Luzhou benar-benar merasa terkejut dan heran.

"Kenapa? Takut?" Li Rongen bertanya sambil tersenyum.

"Tidak." Luzhou mempersiapkan dirinya dan menggeleng. "Silahkan bertanya, Pak."

"Pertanyaan pertama. Ambillah." Li Rongen tersenyum sambil memandang Lu Zhou, dan memberikan selembar kertas A4. "Kerjakan saja sebisamu, aku ingin melihat prosesnya."

'Bahkan pertanyaannya pun sudah disiapkan?!'

Dari awal, Luzhou sudah merasa kalau dosen ini sebenarnya adalah cenayang. Kalau dia bukan cenayang, bagaimana dia bisa tahu, dan bahkan sudah mencetak pertanyaannya di kertas A4?!

Namun, Luzhou memutuskan untuk tidak mengatakan apa-apa. Ia mengambil kertas A4 itu dan mulai membaca pertanyaan-pertanyaan yang tertulis.

[Waktu yang dibutuhkan untuk separuh penguraian radioaktivitas (half-life) dari inti kapal selam nuklir tipe U238 adalah 4.5x10^9 tahun, dan ada kemungkinan 0.7% untuk menjadi tipe U234 karena pelepasan molekul photon berenergi tinggi. 93% photon yang dilepaskan akan diserap oleh pelindung logam kapal tersebut. Pada tahun 1981, photon berenergi tinggi dari kapal selam nuklir U137 milik Uni Soviet terdeteksi oleh sebuah detektor sebagai energi yang berada sekitar 1.5 meter dari sumber nuklir (ditandai sebagai titik). Alat pendeteksi memiliki luas deteksi 22cm^2, efisiensi 0.25% (satu sinyal akan dibuat dalam setiap 400 photon), dan 125 sinyal akan dibuat dalam waktu satu jam.

A. Hitunglah nilai half-life inti U238 (ln2=0693)

B. Berapa massa jenis U238 dalam kapal selam nuklir tersebut? (Satuan kilogram, pembulatan dua digit)]

Membaca pertanyaan tersebut, Luzhou berbisik lirih. "Apakah ini benar-benar pertanyaan yang pantas diberikan oleh Dosen Li, sosok yang dikenal sebagai salah satu dari "Empat Setan Fakultas" oleh mahasiswa-mahasiswa lain?"

Kelas utama selanjutnya akan dibuka Senin minggu depan. Apakah mengerjakan soal fisika teknik nuklir sesulit ini benar-benar diperbolehkan?

"Apakah kamu ingin tempat duduk agar bisa berkonsentrasi?"

"Tidak perlu, akan kukerjakan di sini sekarang juga."

Luzhou menerima pulpen dan kertas yang disediakan oleh Dosen Li, dan berdiri di samping meja seraya mengernyitkan dahi untuk berpikir.

Fisika bukanlah salah satu kemampuan terkuatnya.

Namun, ia telah melewati musim panas yang penuh dengan penderitaan untuk belajar. Ia tidak akan kalah begitu saja di sini!

Setelah lima menit, Luzhou berhenti mengernyitkan alisnya dan mulai menuliskan sesuatu di atas kertas tersebut.

[Diketahui, rumus half-life partikel nuklir: N=N0e^(- λt)

Hubungan antara koefisien penguraian dan half-life adalah: N0/2=N0e^（-λT1/2). Sehingga, T1/2= ln2/λ]

Setelah menulis kedua kalimat tersebut, mata Luzhou tampak berbinar.

Dengan rumus-rumus tersebut, soal fisika di depannya berubah menjadi soal perhitungan matematika tingkat tinggi biasa.

Sekarang, waktunya menghitung satu-persatu!

Pertanyaan pertama.

Ujung pulpen tersebut bergerak cepat di atas kertas A4 yang telah disediakan.

[(1) Masa bertahan partikel nuklir rata-rata adalah t=∫λNtdt/N0=...=1.1443T1/2.

Berdasarkan informasi, dapat diubah menjadi t = 6.49*10^9 tahun]

Saat Luzhou menyelesaikan soal pertama, Dosen Li Rongen mengernyitkan keningnya dan memandang kertas tersebut dengan penuh minat.

Tanpa menyadari perubahan ekspresi Dosen Li, Luzhou terus berkonsentrasi dan menjawab pertanyaan selanjutnya.

[Dengan informasi yang tersedia, jumlah photon berenergi tinggi dapat dihitung. Jumlah partikel photon berenergi tinggi yang muncul akibat penguraian U234 pada waktu yang ditanyakan adalah dN·n0=n0λNdt

Jika efisiensi pergerakan photon melalui logam kapal selam adalah n1, maka jumlah photon yang bergerak melalui logam dalam waktu yang ditanyakan dapat dihitung dengan dN1=n0λNdt·n1

Jumlah sel photon yang memasuki alat detektor…

Dan jumlah gelombang sinyal yang dibuat dalam detektor tersebut…

Dengan kedua informasi tersebut, jumlah U238 dan inti U238 dalam kapal selam tersebut bisa dihitung.]

Luzhou segera mengganti huruf-huruf rumus dengan informasi yang tersedia untuk menghitung jumlah U238. Akhirnya, ia mendapatkan N=7.456*10^25]

Namun, saat ia tengah bersiap untuk memasukkan N dalam rumus M=N*238u dan menyelesaikan soal, tiba-tiba Dosen Li memutuskan untuk angkat bicara.

"Sudah, sudah cukup."

Ucapan tersebut membuat Luzhou tampak bingung.

Ia masih belum selesai.

Sebenarnya, apakah ada tes rahasia yang sudah ia lewati?

'Aku masih belum selesai menghitung. Tunggu aku selesai, baru bicara.' Batin Luzhou.

"Pak, aku masih belum selesai."

"Saat sudah sampai tahap ini, murid SMP pun bisa menghitungnya." Li Rongen berkata seraya menyunggingkan senyum. "Jika kamu ingin menyelesaikannya, silahkan."

Konsentrasi-nya telah buyar, dan Luzhou tidak tahu harus berkata apa.

Geram melihat soal itu tidak selesai dan membuat OCD-nya bangkit, akhirnya ia memutuskan untuk menuliskan hasil perhitungannya sampai selesai.

Jawabannya adalah M=29.634kg, jika dibulatkan dua angka maka akan menjadi 30kg.

Ia telah menggunakan rumus-rumus dan langkah-langkah yang benar. Sudah pasti jawaban-nya benar.

Luzhou menyelesaikan kedua soal dengan sempurna.

"Apakah kamu ingin mengerjakan soal kedua?" Li Rongen bertanya sambil tersenyum.

Walaupun Luzhou ingin mengatakan "Tidak", Dosen itu masih belum menyetujui izin-nya, dan ia terpaksa mengatakan "Iya."

Li Rongen tersenyum. "Tenang saja, soal kedua ini tidak terlalu sulit. Katakan padaku apa aplikasi aturan termodinamika kedua ciptaan Kennan[1]."

Mendengar pertanyaan tersebut, Luzhou menghela nafas lega.

Awalnya, ia mengira pertanyaan kedua sang dosen akan jauh lebih sulit, karena dosen tersebut selalu mengingatkan untuk tidak bermalas-malasan karena bangga dengan kemampuan sendiri. Ia benar-benar tidak menyangka Dosen Li tidak memberinya pertanyaan yang lebih sulit, namun ia memutuskan untuk diam.

Ada dua pengaplikasian utama aturan termodinamika kedua. Yang pertama adalah Kelvin, dan yang kedua adalah tulisan Rudolf Clausius di sebuah artikel tahun 1850.

Sementara itu, pengaplikasian Kennan adalah teori yang masih relatif baru.

Pertanyaan tersebut bisa dijawab hanya dengan melihat materi yang diberikan dengan teliti.

Jadi—

"Energi, komposisi, dan gaya sebuah benda akan selalu berada dalam keadaan 'nol' yang stabil, dan keadaan dapat diubah untuk sementara dengan proses tertentu." Luzhou berkata dengan lancarnya.

"Bagus." Uap Li Rongen sambil mengangguk.

Buku-buku yang digunakan oleh mahasiswa yang tidak mengambil jurusan fisika tidak memiliki teori tersebut, namun versi lengkap dari teori tersebut tertulis jelas pada bagian daftar pustaka. Para murid yang tidak terlalu tertarik dengan fisika tidak akan melihatnya bahkan sampai mereka lulus sekalipun.

Jika Luzhou bisa menjawab pertanyaan itu, ia telah membuktikan bahwa ia telah membaca buku Fisika Tingkat Perguruan Tinggi.

Setelah melihat pengetahuan Luzhou, Li Rongen dapat memastikan bahwa mahasiswa di depannya sudah mempelajari fisika dengan baik. Sudah tidak ada lagi yang bisa diajarkan padanya.

Sepertinya, Lao Tang tidak bercanda saat mengatakan bahwa mahasiswa ini benar-benar berbakat.

Soal ini sangat sulit, bahkan soal ini menjadi bahan candaan para murid yang berkata mereka bisa menjawabnya dengan benar.

Sejak kemarin, Dosen Li sudah menerima banyak izin palsu untuk mengikuti lomba komputer. Bagaimana lagi cara untuk memastikan bahwa izin kali ini tidak palsu?

Walaupun Luzhou tidak bisa menjawabnya, jika ia bisa menulis dua kalimat saja, Dosen Li akan menerima izin itu.

Setelah menandatangani surat izin, Li Rongen mengambil daftar nama dari lemari, kemudian menggambar dua tanda kutip dan berkata, "Luzhou."

"Iya?"

"Apa ada rencana untuk belajar fisika?"

Luzhou berpikir selama beberapa saat, kemudian berkata dengan sedikit tidak yakin. "Iya."

Mungkin ia bisa belajar fisika nanti di masa depan?

Namun, sepertinya Dosen Li tidak sepeka Lao Tang, dan ia tidak mendengar sedikit ketidakyakinan dalam perkataan Luzhou. Dosen tua itu hanya mengangguk.

"Jurusan fisika Universitas Jin Da adalah salah satu yang terbaik di negara ini. Universitas Peking dan universitas kita sama-sama nomor satu, namun dalam urusan riset, superkonduktor, dan elektronik, beserta dengan sains material dan fisika praktis, mereka tidak sebagus kita. Jika kamu tertarik dengan fisika, kamu bisa datang padaku. Laboratorium nanotube karbon universitas membutuhkan orang-orang yang ahli matematika."

Ini…

'Apakah ini pesan tersembunyi bahwa aku akan bekerja bersama lulusan-nya?'

Luzhou ingin tertawa dan menangis, ia masih mahasiswa tahun kedua, masih belum lulus apalagi siap mengambil pendidikan lanjut.

Namun, Dosen ini sudah baik hati menawarkan kesempatan.

Kemudian Luzhou berkata dengan tulus, "Terima kasih, pak."

Li Rongen mengangguk dan tersenyum. "Ini izinmu, dan lomba ini adalah kesempatan besar. Jika kamu tidak bisa, kamu masih bisa coba lagi tahun depan, saat kamu menjadi mahasiswa tahun ketiga. Hubungi aku, atau hubungi Dosen Tang."

Lu Zhou tersenyum dengan penuh rasa terima kasih. Dan tanpa berbasa-basi, ia mengambil surat izin hasil perjuangannya kemudian berpamitan.

[1] Joseph Henry Kennan