Pria Tanpa Ijazah SMA Memberikan Kontribusi Luar Biasa pada Umat Manusia, Hingga Meraih Hadiah Nobel Fisika

Siapa sosok di balik penemuan sinar rontgen, dialah


Wilhelm Conrad Rontgen, ilmuah fisika besar sekaligus peraih Hadiah Nobel Fisika yang ternyata tak punya ijazah SMA.

Artikel ini pertama tayang di Majalah edisi Januari 1996 dengan judul “Sinar Rontgen Ditemukan Tak Sengaja” ditulis oleh M. Yuwono, Apt. MS. dan dr. Bastiana

—

hadir di WhatsApp Channel, follow dan dapatkan berita terbaru kami di sini

—

Online.com –

Cuaca musim gugur pada 8 November di Kota Wurzburg, Jerman, lebih dari seabad yang lalu memang sedang tidak cerah. Suhu udara sangat dingin. Angin bertiup kencang dan turun salju lebat seharian.

Namun justru di hari itulah, Wilhelm Conrad Rontgen, seorang profesor pimpinan Institut Kimia Fisik Universitas Wurzburg, sedang terheran-heran dengan hasil percobaannya. Di ruang laboratorium yang sengaja dibuat gelap, dia saat itu lagi asyik “bermain-main” dengan suatu alat listrik yang dilengkapi tabung-tabung gelas penghasil suatu sinar.

Dalam percobaan hari itu, Rontgen membungkus tabung penghasil sinar itu dengan lembaran kertas-kertas hitam tidak tembus cahaya. Setelah alat tersebut dialiri listrik, tiba-tiba saja kristal barium plantinsianat yang kebetulan terletak di atas meja dekat tabung itu tampak bercahaya. Inilah yang membuat dia terheran-heran.

Wajar kalau dia keheranan. Sebab menurut logika, kalau bola lampu ditutup dengan kertas hitam tidak tembus cahaya, tentu tidak ada sinar yang keluar darinya. Kristal itu pun tidak akan menyala, kalau tidak ada energi yang datang dari luar.

Oleh karena itu, ia percaya bahwa cahaya pada kristal tersebut pasti disebabkan oleh radiasi yang berasal dari dalam tabung itu. Cahaya tak kasat mata tersebut saat itu masih belum diketahuinya nama ilmiahnya. Karena alasan itu pula, ia kemudian menamainya sebagai sinar “X”.

Terpesona oleh fenomena cahaya tersebut, Rontgen pun mengambil selembar kertas dan meletakkannya di antara tabung dan Kristal. Tujuannya adalah untuk mencegah atau membatasi emisi sinar yang diduga berasal dari tabung menuju ke arah Kristal.

Sekali lagi ia terkejut, sebab kristal tersebut tetap menyala. Berbekal rasa ingin tahu yang tinggi, mereka mencoba meletakkan buku tebal dengan jumlah halaman seribu, kemudian kaleng dan kayu satu per satu menggantikan letak kertas. Namun demikian, cahaya dari kristal tidak padam.

Artinya cahaya “X” tersebut bisa melewati objek-objek itu. Kemudian dia memindahkan posisi Kristal itu secara perlahan-lahan.

ternyata hingga jarak 2 meter dari tabung, kristal tetap bercahaya. Setelah itu, ia mencoba meletakkan tangannya di bawah cahaya itu. Hasilnya sungguh luar biasa. Menggunakan selembar kaca, ia berhasil mendapatkan gambar kerangka tangannya.

Sampai beberapa hari setelah itu, dia terus penasaran dan mengembangkan cara baru untuk memperbaiki penampilan gambar foto yang dihasilkan. Akhirnya, pada 22 Desember 1895, Rontgen memfoto tangan istrinya sendiri, Anna Bertha. Walhasil, gambar relief tulang tangan kiri istrinya terlihat dengan jelas.

Enam hari kemudian, Rontgen menyampaikan karyanya ke dewan fakultas, yang memuat penjelasan tentang temuan barunya. Meski sedang masa liburan Natal, pejabat di bagian pencetakannya tetap bekerja ekstra untuk menduplikasi dokumen tersebut.

Tiga hari setelahnya, informasi tersebut tersebar luas dalam beragam bahasa. Hanya pada tanggal 23 Januari 1896, Röntgen baru menyampaikan pidatonya kepada kalangan ilmuan mengenai temuan barunya itu.

Seusai ceramah dilakuan pula peragaan untuk pengambilan foto tangan Prof. Albert von Kolliker, seorang ahli anatomi. Hasilnya benar-benar menakjubkan para peserta. Atas saran Prof. Kolliker, jenis sinar baru yang ditemukan oleh Rontgen itu diberi nama “sinar rontgen”.

Karena temuannya, pada tanggal 10 Desember 1901, Röntgen menerima sertifikat dan medalinya sebagai Pemenang Hadiah Nobel. Ia menjadi individu pertama yang mendapatkan Hadiah Nobel dalam bidang Fisika.

Tidak berijazah SMA

Wilhelm Conrad Rontgen lahir pada 27 Maret 1845 di Kota Lennep, Jerman. Dia anak tunggal dari pasangan pedagang kaya raya, Friedrich Conrad Rontgen dan Charlotte Constanze.

Tiga tahun setelah kelahiran Wilhelm, nama kecilnya, keluarga ini pindah ke Belanda. Di Kota Apeldoorn dan Utrecht, Wilhelm mulai bersekolah. Dia memperoleh nilai bagus, namun tidak diperkenankan menempuh ujian Abitur, semacam ujian akhir sekolah menengah atas (SMA).

Alasan yang sederhana, hanya karena sebuah kartun. Saat itu, salah satu teman Wilhelm menggambar karikatur tentang gurunya dan meletakkannya di dinding kelas.

Konon, gurunya tersinggung, dan Wilhelm yang diduga sebagai pelakunya. Karena Wilhelm tidak mau mengatakan kejadian sesungguhnya, maka sebagai hukumannya dia tidak boleh ikut ujian akhir. Otomatis dia tidak memiliki ijazah SMA.

Akhirnya, Wilhelm meninggalkan sekolah tersebut dan beralih ke sebuah sekolah swasta. Sayangnya, di waktu ujian, sang pengujinya adalah guru lama mereka, jadi ia gagal dan masih belum mendapatkan ijazah Abitur.

Pada usia-20 tahun, dia kuliah di Universitas Utrecht selama dua tahun. Tetapi karena tak mempunyai ijazah Abitur, dia pun tidak diperkenankan mengikuti ujian semesteran.

Kemudian Wilhelm pindah ke Kota Zurich, Swiss. Di kota ini dia kuliah di politeknik bidang teknik mesin. Untunglah di perguruan tinggi ini, ijazah Abitur tidak dipersyaratkan.

Pemuda Rontgen setelah itu melanjutkan studinya di Universitas Zurich. Hal ini tidak lepas dari bantuan seorang profesor fisika yang bernama August Kundt. Berdasarkan nasihatnya, Rontgen mengubah fokusnya ke bidang fisika. Di kampus tersebutlah akhirnya Rontgen menyelesaikan disertasinya dan mendapatkan gelar doktor pada tahun 1869.

Pada 1872 dia menikah dengan Anna Bertha Ludwig. Pada tahun itu pula Prof. Kundt pindah kerja ke Wurzburg, dan Rontgen ikut sebagai asistennya.

Di Universitas Wurzburg, Rontgen ingin menempuh program habilitasi untuk meraih gelar profesor. Tetapi lagi-lagi karena tidak mengantongi ijazah Abitur, dia tidak mendapat izin dan akhirnya pindah ke Austria. Di sanalah dia meraih gelar profesor.

Setelah mengganti-ganti posisi profesor antar beberapa perguruan tinggi, baru pada tahun 1888 Röntgen mulai bertugas sebagai profesor di Universitas Würzburg. Di tahun 1894 ia dipilih menjadi rektor, lalu satu tahun selanjutnya beliau sukses menciptakan penemuannya yang memberi manfaat besar untuk kemanusiaan.

Rontgen dianugerahi gelar warga kehormatan Oberbayern dan Wurzburg. Istriya menghembus nafas terakhir pada tahun 1919, dan empat tahun kemudian Rontgen juga turut meninggal dunia di Munich.

Sayangnya, pasangan tersebut tak diberkahi dengan kehadiran anak kandung. Yang mereka miliki hanyalah seorang anak asuh. Hingga ajal menjemput, Röntgen enggan untuk mendaftarkan temuan besarnya sebagai hak paten. Ingatan tentang Röntgen tetap lestari sampai hari ini. Banyak kali citraan foto Röntgen terpampang pada perangko, medalion, bahkan mata uang logam. Hal itu bukan hanya berlaku di Jerman, tapi juga beberapa negara lainnya.

Cahaya penemuan Wilhelm sekarang sudah terkenal ke seluruh dunia. Hampir semua orang pernah mengalami rontgen.

Selain untuk diagnosis dan terapi suatu penyakit, sinar itu digunakan pula dalam bidang astronomi, arkeologi, dan juga untuk pengenalan struktur kristal zat kimia (kristalografi). Harus diakui, penemuan Rontgen tersebut telah memberikan sumbangan yang sangat besar bagi umat manusia.

Bahkan penemuan itu mengilhami penemuan-penemuan besar bidang fisika setelah itu, seperti penemuan sinar radioaktif oleh Henri Bacquerel, ahli fisika Prancis (1896), dan penemuan elektron oleh J.J. Thompson (1899).

Hingga saat ini, telah ada 22 tulisan ilmiah yang sukses mendapatkan Penghargaan Nobel dalam hubungannya dengan sinar tersebut. Tidak diragukan lagi, Röntgen lah yang menjadi penerima pertama.

Revolusi bidang kedokteran

Dalam riwayat pembelajaran manusia, mungkin saja temuan sinar X adalah satu-satunya yang dalam jangka waktu cukup pendek sudah menyebar, diterima, serta dipergunakan secara meluas. Beberapa pekan sesudah penemuannya, perekaman gambar menggunakan cahaya tersebut telah dilaksanakan di banyak lokasi.

Pemeriksaan paru-paru, ginjal, serta rongga perut menggunakan bantuan sinar X telah dikerjakan di seluruh dunia tak lama setelah penemunyaannya, yaitu kurang dari satu tahun kemudian.

Hasil gambar dari pemeriksaan itu telah bisa mendukung identifikasi awal penyakit TB serta evaluasi perkembangan pemulihannya. Sama halnya dengan kasus fraktur, kondisinya pun dapat diidentifikasi tanpa perlu membuat luka pada jaringan sekitarnya.

Dalam sepuluh tahun terakhir, penggunaan zat kontras telah diperkenalkan. Hingga saat ini, kita masih menggunakan jenis zat tersebut, yakni cairan berwarna putih dengan tekstur mirip susu yang diminum oleh pasien sebelum prosedur rontgen.

Tujuannya, agar gambar foto yang dihasilkan tampak lebih jelas. Pada 1927 zat kontras ini malah berhasil digunakan untuk pengambilan gambar foto pembuluh otak pada orang yang masih hidup. Cara ini pun sampai sekarang masih tetap digunakan, khususnya untuk diagnosis tukak dan tumor pada lambung usus 12 jari dan ginjal.

Berkembangnya teknik pengolahan data dan komputerisasi setelah itu, ternyata membawa dampak positif bagi perkembangan diagnosis dengan sinar rontgen. Perkembangan besar-besaran terjadi pada 1972 dengan hadirnya
computer-tomography
(CT scan).

Alat ini terdiri atas tiga bagian, tabung penghasil sinar rontgen, sistem detektor, dan komputer. Alat ini sangat canggih, karena dapat menampilkan secara langsung gambar bagian tubuh yang di-rontgen pada layar monitor komputer.

Jika 20 tahun sebelumnya diperlukan beberapa menit untuk menampilkan gambar tersebut, tetapi kini hanya butuh waktu tidak sampai satu detik. Gambar yang dihasilkannya pun tidak lagi dua dimensi, melainkan tiga dimensi.

Kedatangan teknologi CT scan sungguh bermanfaat dalam mendiagnosis berbagai macam penyakit, termasuk kondisi-kondisi yang kompleks seperti tumor di otak, tulang, sendi, hati, serta ginjal.

Di luar penggunaannya dalam mendiagnosis penyakit, sinar X juga dipakai untuk perawatan medis. Sejak 1903 telah diumumkan bahwa radiasi tersebut dapat menahan perkembangan sel-sel kanker. Tetapi disebutkan pula dampak-dampak buruk yang timbul dari paparan sinar ini, misalnya kulit memerah dan terbakar, kebotakan, hingga kemungkinan terjadi perubahan pada gen-gen penentu karakteristik tubuh.

Seluk beluk sinar rontgen

Radiasi yang di temukan oleh Röntgen ternyata adalah jenis dari gelombang elektromagnetik. Panjang gelombangnya hanya 1/10.000 dari panjang gelombang cahaya surya.

Kami tak bisa mengobservasi cahaya ini, namun ia mampu melewati berbagai objek, sepeti kertas, kayu, hingga logam. Beberapa kristal spesifik semisala zink sulfide (ZnS) atauصند


barium platinsianat


bisa bersinar (fluoresensi) saat terpapar cahaya tersebut.

Untuk memperoleh sinar rontgen diperlukan seperangkat peralatan seperti alat penghasil panas dan aliran listrik tegangan tinggi (transformator), tabung penghasil sinar — atau disebut juga tabung rontgen — dan lembar film untuk pengamatan hasilnya.

Tabung rontgen terdiri atas silinder gelas hampa udara berisikan kawat pijar sebagai kutub negatif dan lempeng wolfram sebagai kutub positif. Masing-masing kutub bertindak sebagai katoda dan anoda, mirip bola lampu pijar.

Jika tabung dialiri listrik, pada kawat pijar terjadi panas sampai mencapai suhu di atas 2.000°C, dan keluarlah partikel-partikel elektron darinya menuju kutub positif. Apabila di antara kutub negatif dan positif diberi beda aliran listrik tegangan tinggi, ribuan elektron tersebut bergerak sangat cepat, dan membentur lempeng kutub positif.

Pada proses ini terjadi perubahan energi, 99% energi diubah dalam bentuk panas dan 1% dalam bentuk sinar tidak tampak, yakni sinar rontgen.

Mirip seperti sinar matahari, radiasi X juga bisa mencegah foto menjadi gelap karena bisa merombak ion perak di kertas film menjadi perak metalik yang berwarna hitam. Perbedaannya terletak pada fakta bahwa cahaya matahari adalah jenis cahaya visible light, sementara itu radiasi X bersifat non-visual.

Di samping itu, ketahanan penetrasi cahaya buatan ini jauh melebihi cahaya matahari, bergantung pada tingkat tekanan listrik yang diterapkan.

Jika sinar meresapi tubuh kita, maka zat padatan seperti tulang akan menyerap lebih banyak radiasi dibandingkan dengan massa setengah padat, cair, atau gas seperti darah, daging, dan ruangan-ruangan udara. Perbedaan penyerapan ini menciptakan bayangan yang beragam di atas kertas foto.

Jika kita menjalani proses X-ray, seperti saat memeriksa paru-paru, maka tingkat voltase dan jumlah radiasi yang diserap telah ditetapkan dengan cermat. Hanya dalam hitungan beberapa detik, gelombang itu akan merasuki area dada.

Hal yang bisa dilihat hanya hasilnya pada lembar film setelah dibersihkan. Bila tak ada gangguan, nanti akan tampak gambarnya yang cerah (


opaque


) dari tulang-tulang rusuk dan massa padatan lainnya.

Gambaran paru-parunya sendiri didominasi warna gelap. Ini bisa dimengerti karena paru-paru sebagai organ pernapasan sebagian besar berisi udara, yang tidak banyak menyerap sinar rontgen. Karena itu sinar ini lebih banyak jatuh pada kertas film, sehingga-menjadi hitam atau gelap pada daerah paru-paru.

Lain halnya pada penderita TBC misalnya, gambaran paru-parunya akan tampak lain, seperti adanya bercak-bercak terang. Dengan prinsip ini, sinar rontgen banyak digunakan untuk diagnosis berbagai penyakit.

Inilah cerita tentang sinar rontgen atau sinar-X yang di temukan oleh seorang yang tak memiliki diploma SMA dengan nama tersebut.

Wilhelm Conrad Rontgen.