Julian Schwinger tidak hanya berpartisipasi dalam revolusi kuantum. Dia membantu membangun mesin yang menggerakkannya. Lahir di New York City pada tanggal 12 Februari 1918, ia adalah seorang anak ajaib yang menerbitkan makalah fisika pertamanya pada usia 16 tahun. Kebanyakan orang masih memikirkan apa yang mereka inginkan untuk makan malam pada usia tersebut. Schwinger sudah bergulat dengan sifat dasar realitas.
Ia memperoleh gelar sarjana dan doktoral dari Universitas Columbia sebelum pindah ke UC Berkeley untuk bekerja dengan J. Robert Oppenheimer. Perang mengubah jalur kariernya, menariknya menjauh dari dunia akademis murni ke dalam realitas penelitian masa perang yang sulit. Dia menghabiskan waktu di Purdue dan kemudian bergabung dengan Laboratorium Radiasi di MIT, membantu menyempurnakan teknologi radar. Itu adalah pekerjaan praktis, pekerjaan yang penting, tetapi pikirannya tetap tertuju pada teori.
Pada tahun 1945, dia kembali ke dunia akademis dan mengambil posisi di Harvard. Dalam waktu dua tahun, pada usia 29 tahun, ia menjadi salah satu profesor penuh termuda dalam sejarah sekolah tersebut. Dia akhirnya menetap di UCLA pada tahun 1972, tinggal di sana sampai kematiannya pada tahun 1994. Namun momen paling menentukannya terjadi beberapa tahun sebelumnya, pada musim panas 1947.
Terobosan Pulau Shelter
Pertemuan di Shelter Island, Long Island, seharusnya berlangsung santai. Sebaliknya, hal ini justru membuka celah pada dasar fisika. Data eksperimen yang disajikan di sana secara langsung bertentangan dengan prediksi Paul Dirac, fisikawan Inggris yang teori kuantum relativistik elektronnya telah menjadi standar emas selama hampir dua dekade.
Dirac telah memperkirakan bahwa keadaan elektron hidrogen tertentu akan mengalami degenerasi—artinya mereka memiliki tingkat energi yang sama. Data baru mengatakan sebaliknya. Momen magnet elektron juga mati. Teorinya rusak.
Schwinger melihat masalahnya dengan jelas. Sementara yang lain gagal, dia menerapkan metode baru pada elektrodinamika kuantum. Dia menggunakan konsep renormalisasi massa dan muatan untuk menjembatani kesenjangan antara teori dan realitas data eksperimen yang berantakan dan kontradiktif.
“Ini adalah terobosan penting yang mengawali era baru dalam teori medan kuantum.”
Itu bukan sekedar perubahan. Itu adalah penulisan ulang. Perhitungan Schwinger memaksa teori untuk menyelaraskan dengan observasi. Itu berhasil.
Berbagi Panggung Nobel
Schwinger tidak sendirian dalam memecahkan masalah ini. Richard Feynman dan Tomonaga Shin’ichiro secara independen sampai pada solusi serupa menggunakan jalur matematika yang berbeda. Integral jalur Feynman menjadi terkenal karena kejernihan visualnya. Pekerjaan Tomonaga sangat teliti dan tepat. Pendekatan Schwinger padat, abstrak, dan sangat kuat.
Pada tahun 1965, Komite Nobel mengakui ketiganya. Mereka berbagi hadiah karena memperkenalkan ide-ide baru ke dalam elektrodinamika kuantum. Gabungan karya mereka menciptakan deskripsi mekanika kuantum yang kuat tentang bagaimana entitas bermuatan listrik berinteraksi dengan medan elektromagnetik. Yang terpenting, hal ini dilakukan dengan tetap berpegang pada teori relativitas khusus Albert Einstein. Sebelumnya, kedua kerangka tersebut—mekanika kuantum dan relativitas—sering berbenturan. Schwinger dan teman-temannya menyuruh mereka menari bersama.
Warisan Pengaruh
Pengaruh Schwinger melampaui apa yang ia bayangkan. Dia menyentuh hampir setiap batas-batas teori fisika modern. Tapi mungkin warisannya yang paling abadi adalah para pelajar.
Dia menjabat sebagai penasihat akademis untuk lebih dari 70 mahasiswa doktoral dan lebih dari 20 rekan pascadoktoral. Banyak dari mereka menjadi ahli teori terkemuka di generasinya. Dia tidak hanya mengajar fisika. Dia menyebarkannya.
Matematika yang ia kembangkan rumit. Konsepnya padat. Namun hasilnya sederhana: ia menjelaskan dunia dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Kami mengandalkan presisi tersebut setiap kali kami menggunakan laser, transistor, atau perangkat GPS. Schwinger melihat celah dalam teori lama dan mengisinya dengan teori baru. Dia meninggal di Los Angeles pada 16 Juli 1994. Persamaan yang ditinggalkannya masih berjalan. Masih bekerja. Masih menunggu generasi berikutnya untuk bertanya apa yang akan terjadi selanjutnya.
