Demi kesadaran ilmu dan literasi sains: Asal usul satuan kelvin, dan mengapa tetapan Boltzmann hendak digunakan untuk mendefinisikannya

Abstract

Kesadaran tentang materi ilmu dan maknanya, mengawali terjadinya literasi sains, demi keutuhan pribadi diri sebagai manusia. Salah satu topik yang dapat ditelusuri untuk itu, adalah tentang asal usul satuan kelvin bagi suhu/temperatur, dan mengapa tetapan Boltzmann direncanakan diperankan bagi definisi S.I. (Sistem Internasional bagi satuan-satuan) yang baru bagi satuan kelvin. Satuan suhu umumnya menggunakan dua “titik tetap”. Hasil penelitian lebih lanjut terhadap gas menuntun ke arah suhu mutlak Kelvin dan persamaan ‘keadaan’ p V = n R T yang amat dikenal. Satuan bagi suhu Kelvin itu akhirnya dikaitkan pada titik-tetap tunggal, ‘titik tripel’ zat H2O yang tekanan dan suhunya amat spesifik, walaupun volumenya bebas divariasi. Persamaan keadaan gas ideal itu, ternyata konsisten dengan Teori Kinetik bagi Gas, dengan energi kinetik rata-rata sebuah molekul gas itu, sebanding dengan suhu Kelvin T itu. Koefisien pembandingnya kemudian disebut tetapan Boltzmann. Saat ini sedang ada upaya untuk mengaitkan satuan kelvin ini pada tetapan Boltzmann itu, karena ternyata secara teknis keadaan titik tripel tersebut masih memiliki ketakpastian pengukuran yang mulai dapat menghambat meningkatnya tingkat ketelitian peralatan mutakhir, sebesar ~milikelvin, akibat ketakpastian tentang kemurnian isotopik H2O. Dengan telah dipilihnya satuan dasar S.I. detik, meter, dan kilogram, satuan energi joule menjadi satuan yang dapat digunakan mendefinisikan satuan kelvin dengan lebih teliti, asalkan besarnya tetapan Boltzmann dapat disepakati dengan cukup eksak. Maka pada saat ini, beberapa laboratorium utama di dunia, diimbau untuk terus meningkatkan ketelitian mengukur tetapan Boltzmann, agar dalam beberapa tahun ke depan, mereka dapat menyepakati bersama suatu nilai yang cukup teliti bagi tetapan Boltzmann itu. Sejak itu, nilai tetapan itu dapat diambil sebagai suatu definisi bagi tetapan Boltzmann, sehingga selanjutnya titik tripel H2O tidaklah perlu selalu berada pada suhu 273,16 K, melainkan dapat saja lambat laun berubah nilainya. Pola pikir yang digunakan untuk sampai ke definisi baru ini, memiliki juga implikasi metafisis yang menarik.