Selasa, 31 Disember 2013

Penemuan Fizik Unggul 2013

Tahun 2013 merupakan hari gembira Peter Higgs dan Francois Englert kerana dianugerahkan Hadiah Nobel (Fizik) dengan penemuan secara teoritika bagi mekanisma yang menyumbang kepada kefahaman tentang asalan sesuatu jisim zarah subatomik dan telah disahkan melalui secara ujikaji oleh kumpulan penyelidik ATLAS dan CMS di Pelanggar Hadron Gergasi CERN. Penemuan tersebut menjawab persoalan asas fizik, iaitu Apa itu Jisim dan merupakan antara penemuan terunggul didalam fizik . Oleh itu makalah ini akan membincangkan penemuan unggul dalam fundamental fizik dan disahkan secara eksperimen. Dengan kata lain, bukan sahaja usaha LHC untuk menjawab beberapa persoalan fizik tentang tabii alam. Makalah ini bermula dengan perbincangan keluarga kuark (4 kuark), jirim gelap, zarah Majorana dan perbincangan kewujudan zarah neutrino kosmik.

Keluarga Baru Kuark

Kumpulan fizik tenaga tinggi antarabangsa terdiri daripada pakatan Beijing Spectrometer (BESIII) telah zarah subatomik yang dikenali sebagai Zc(4020) adalah merupakan isyarat kepada kewujudan keluarga baru kuark selepas penemuan zarah Zc(3900). Seperti yang kita sedia maklum, zarah kuark tidak boleh beraksi secara bebas, tetapi terikat bersama dalam kumpulan berdua (meson) atau bertiga (hadron).




                                                        Rajah 1: Pengesan BESIII

Pakatan BESIII menggunakan kaedah yang dipakai oleh Pelanggar Positron Elektron Beijing (BEPCII) di China, mereka telah melaraskan tenaga di mana elektron dan positron termusnah pada 4260MeV iaitu sepadan dengan zarah Y(4260), begitu juga dalam hal ini untuk menghasil secara langsung dan mengumpul sampel yang banyak bagi zarah yang terhasil atau mereput itu.


Rajah 2: Dari kiri: Zarah Pion terdiri daripada dua kuark (meson), zarah proton terdiri daripada tiga kuark (baryon) dan zarah Zc(3900) terdiri daripada empar kuark.

Rujukan: Guo et al 2013. Production of charged heavy quarkonium-like states at the LHC and the Tevatron http://arxiv.org/pdf/1308.0193.pdf


Jirim Gelap
Jirim gelap ialah sejenis jirim yang diramalkan dalam kosmologi bagi memerihalkan tentang sebahagian jisim yang hilang dalam alam semesta ini. Jirim gelap tidak boleh dikesan secara langsung, ia tidak memancarkan cahaya malahan ia sejenis jisim lemah berinteraksi (Weakly Interacting Massive Particle - WIMP). Tetapi kewujudannya dikesan melalui kesan pembelokan cahaya oleh graviti jirim gelap itu.
 Oleh kerana jirim gelap sukar dikesan maka Large Underground Xenon (LUX) beroperasi dengan mengandungi 370kg cecair xenon di mana zarah berinteraksi yang akan menjana 175nm foton UV dan elektron, di mana foton tersebut dikesan langsung oleh 61 pengganda foto (photomultiplier)  yang diletakkan pada atas dan bawah pengesan.

Rajah 3: Ujikaji LUX

Teori dan keputusan eksperimen mencadangkan zarah tersebut mestilah sama ada dalam bentuk jisim tinggi atau jisim rendah. Oleh itu pencarian zarah yang jisim tinggi  yang beratnya 40kali ganda daripada proton, LUX perlulah mempunyai dua kali sensitiviti. Meskipun demikian, LUX juga menaik tarafkan sensitivitinya untuk pencarian zarah yang rendah.  Keputusan pada April 2013 menunjukkan jirim gelap mempunyai hayat 85.3 hari dengan membenarkan kebolehpercayaan mencapai 90% pada jisim zarah 33 GeV/c2.

Rajah 4: Gambar keseluruhan pengesan LUX dipasang dalam Davis Cavern.

Pakatan saintifik LUX terdiri daripada 17 penyelidik universiti dan makmal kebangsaan dari Amerika Syarikat, UK, Portugis dan Rusia. Ujikaji ini bertempat di bawah tanah di South Dakota. Ini kerana ujikaji perlu beroperasi di bawah tanah bagi mengurangkan hingar daripada sinaran kosmik bertenaga ting pada permukaan bumi.

Rujukan: LUX Colloboration. 2013. First results from the LUX dark matter experiment at the Sanford Underground Research Facility.  http://arxiv.org/abs/1310.8214


Zarah Majorana

Rajah 5: Ujikaji GERDA diusulkan pada 2004 menggunakan pengesan Germanium-76.

Ahli fizik daripada Pakatan GERDA (Germanium Detector Array) di Makmal Kebangsaan Gran Sasso INFN Itali mengatakan bahawa mereka telah menemui bukti akan kewujudan "Zarah fermion Majorana"  iaitu zarah yang anti zarah-zarah mereka sendiri. Seperti yang kita sedia maklum, tiada zarah fermion yang diketahui mempunyai antizarahnya sendiri, meskipun secara semulajadi neutrino tidak diselesaikan dan berkemungkina ia adalah fermion Majorana.

Isyarat yang dicari oleh Pakatan GERDA iaitu pereputan dalam 0vββ dalam pengesan Germanium-76 (pengesan HPGe). Di dalam menggunakan tetingkap 4eV sekitar 0vββ  dengan nilai Q sekitar 2039keV. Pencarian 0vββ  akan menstabilkan kefahama tentang neutrino zarah Majorana yang mana ia menunjukkan pencabulan keabadian nombor lepton disamping itu juga memberikan penjelasan mengenai kenapa zarah neutrino tersangat kecil.




Rajah 6: (a) Rajah Feynman, menunjukkan pereputan zarah elektron (beta) daripada jisim neutrino Majorana berkesan (mv)ee.
(b) Mekanisme operasi dalam pengesan Germanium
(c) Isyaraat ββ0v yang dicari dalam pengesanan Gerda.

Penemuan itu juga bersetuju dengan lebih banyak kerja baru-baru ini teori bahawa zarah itu boleh berada dalam peranti keadaan pepejal . Kelak ia boleh menjadi perkara penting bagi pembangunan komputer kuantum kerana Majorana fermions - tidak seperti zarah fermion " Dirac " yang biasa, seperti elektron - mematuhi statistik yang tidak Abelian dan sewajarnya harus rintang hingar persekitaran.   

Rujukan: Pakatan GERDA. Results on neutrinoless double beta decay of 76Ge from GERDA Phase I http://arxiv.org/abs/1307.4720


Kehadiran Neutrino Kosmik

Pada November 2013 Pakatan IceCube mengumumkan bahawa Balai Cerap Neutrino IceCube telah mengesan 28 neutrino yang merupakan asalan daripada luar Sistem Suria. Pakatan tersebut yang merupakan sebahagian daripada projek Universiti Wisconsin-Madison dengan beberapa pakatan membina balai cerap tersebut pada Disember 2010, terletak di Pusat Penyelidikan Amundsen-Scott di Kutub Selatan, terdiri daripada 86 kabel, setiap satu daripadanya mempunyai 2.5km panjang. Setiap kabel tersebut diletakkan bersama berdozen-dozen tiub foto pengganda (photomultiplier tube) untuk mengesan kehadiran sinaran Cherenkov terhasil daripada kesan tidak langsung apabila neutrion berlanggar dengan hidrogen dan oksigen dalam ais.


Rajah 7: Pengesan IceCube setiap satu daripada kabel tersebut mempunyai hampir 2.5km panjang

Neutrino merupakan lepton yang bercas neutral dan agak sukar berinteraksi dengan jirim. Apabila neutrino berinteraksi dengan molekul dalam air ia akan menghasilkan lepton bercas yang terdiri daripada elektron, muon dan tau. Zarah-zarah tersebut (elektron, muon dan tau) sangat tinggi tenaganya akan memancarkan sinaran Cherenkov (fenomen ini berlaku jika zarah tersebut lebih laju daripada cahaya dalam medium tersebut).  Sinaran tersebut akan dikesan oleh tiub pengganda foto tersebut. IceCube sangat sensitif terhadap neutrino bertenaga tinggi dalam julat 1011 sehingga 1021eV.

Dianggarkan bahawa neutrino berlaku setiap 20minit dalam pengesan IceCube. Teteapi pakatan tersebut mengira 26 peristiwa (events) dengan tenaga sekurang-kurangnya 3x1013 eV. Tambahan lagi, mereka mengira terdapat 11 daripada 28 peristiwa yang serupa adalah disebabkan oleh neutrino atau muon dari atmosfera. Keputusan ini memberikan kebolehpercayaan 4-sigma  (4σ) untuk pengesanan neutrino kosmik, ini bermaksud bahawa hanya satu daripada 15000 peluang peristiwa itu boleh dijelaskan melalui fenomena atmosfera tulen. Ini merupakan bukti yang pertama bahawa bukan daripada atmosfera tapi daripada kosmik.


Rajah 8: Proses pembinaan pengesan IceCube

Rujukan: Pakatan IceCube. Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector. http://arxiv.org/pdf/1311.5238v2.pdf

Kesimpulan

Beberapa penemuan fizik unggul telah dibincangkan dalam makalah ini. Bermula daripada perbincangan berskala mikroskopik  (famili kuark) sehinggalah kepada berskala kosmik (penemuan zarah neutrino luar angkasa). Inilah yang mampu penulis rungkai, memandangkan terdapat beberapa penemuan fizik yang penulis rasakan untuk ditatapi bersama seperti penemuan isyarat kuno daripada Teleskop Planck dan pewapcairan Bose-Einstein dengan menggunakan penyejukan laser. Apapun penulisan ini diharapkan dapat menimbulkan pembaca untuk terarah kepada usaha-usaha tersebut.

Wallahu a'lam

1 Januari 2014 (Rabu)
28 Safar 1435

Isnin, 23 Disember 2013

FizikTak-Komutan Mu Tunggu Aku Datang

Di samping adisimetri dan matra lebihan, fizik tak komutan juga menjanjikan penjelasan yang baik bagi fizik sekala Planck. Fizik tak komutan adalah idea yang lama kerana ia telahpun dibincangkan oleh Landau pada 1930. Tahukah anda, buku Landau dan Lifshiftz adalah buku yang terbaik tentang mekanik.

Fizik Tak-komutan mula menarik perhatian saya apabila, pencerapan ke atas ruang paksi tertentu (sebagai contoh paksi-x) akan mempengaruhi paksi lain (iaitu paksi-y). Nah, bukankah ini salah satu "penguantuman ruang", yang pada pandangan pra-moden fizik, paksi-x tidak akan mempengaruhi paksi-y sama sekali. Dengan kata lain, paksi-x juga tidak bebas pencerap dan Hermitian, ditambah dengan sifat tak-komutan atau boleh ditulis seperti berikut;

[x, y] = i h_Bar

Jika penguantuman ruang ini berlaku, ini bermaksud fenomena kebergeliutan (entanglement) juga akan berlaku ke atas ruang! Baik saya menarik perhatian pembaca, fenomena kuantum yang kita sedia maklum ialah pengukuran ke atas spin-x (spin pada paksi-x, ditulis pencerapnya S_x), idea yang dikemukan oleh Eintein, Podolsky dan Rosen yang cuba menilmbulkan keraguan ke atas mazhab kuantum Copenhagen iaitu paradoks sifat boleh cerap dengan mengambil contoh pengukuran spin-x mempengaruhi spin-y, iaitu;

[S_x , S_y] =/= 0 atau secara amnya, [S_i , S_j] = i h_bar ; i,j= x, y, z.

Jadi bahasa mudahnya, pengukuran ke atas spin-x dan spin-y tidak boleh dilaku secara serentak, seperti pengukuran ke atas kedudukan x dan  momentum paksi-x (p_x). Situasi ini mengilhamkan eksperimen gedanken Bob dan Alice (sila gelintar Bob Alice entanglement).


Rajah 1: Momentum dan kedudukan adalah fenomena tak-komutan

Idea tak-komutan, secara matematiknya diusulkan oleh Alain Connes yang membawa kepada Anugerah Hadiah Dirac. Dilanjutkan kepada kefahaman tentang fizik, Edward Witten juga menggunakan idea tak-komutan dalam memahami teori tetalinya. Oleh itu jambatan untuk memfizikkan matematik tersebut, maka produk Moyal pun memainkan peranan, meskipun pada asalnya Jose Enrique Moyal cuba memahami statistik kuantum. Moyal memperkenalkan, produk bintang iaitu,

* = Exp[i theta/2( d_kekiri . d_kekanan)] ; d_kekiri adalah pembezaan ke kiri, theta adalah simbol theta.

Masalah fizik tak-komutan, ialah hanya memperihalkan dua dimensi sahaja, oleh itu berbagai usaha dilakukan untuk melanjut kepada tiga dimensi mahupun matra lebih (D>3), antaranya memperihalkan fizik tak-komutan ini  seperti operator 'annihilation' dan 'creation', kefahaman dalam 'angular momentum' L_x, L_y dan L_z.

Berbalik kepada minat saya, pada skala Planck (10^-36m), fizik agak pelik dijelaskan dengan fizik semasa, kerana ruang dan masanya mengalami kekalutan (chaos), dengan kata lain, ruang tidak lagi boleh cerap keatas masing-masing, begitu juga ke atas masa. Masa tidak lagi tertakrif dengan baik!

Apakah masa juga boleh kita jadikan boleh cerap kuantum (dengan maksud meng'operator'kan masa) seperti mana operator-x, y dan z? Apakah juga, operator masa tidak boleh diukur secara serentak dengan ruang? (yang mana hal ini boleh dilihat dalam video dokumentari Brian Greene)

Zimbra buggy
Rajah 2: Masa mengalami tak-komutan dengan runag? Hehehehe.....

Insyaallah, saya akan menyambung pelajaran dalam bidang fizik tak-komutan. Oleh itu, saya berhasrat untuk menyambung dengan duit sendiri, tambahan pula saya bakal menimang cahaya mata akhir bulan Febuari. Mohon pembaca sekalian doakan saya.
Wallahu a'lam

Mengambil petikan filem arahan Pierre Andre;

Fizik Tak-Komutan Mu Tunggu Aku Datang...!!!


Rabu, 28 Ogos 2013

Menyelusuri Teori Kesatuan Gedang SU(5), Protonnya Tidak Mereput, Apakah?

Baru-baru ini saya baru berjaya menerbitkan kewujudan B-L dalam Teori Kesatuan Gedang bersimetri SU(5). Tapi yang menariknya adalah B-L hanya berlaku pada kuark jenis-bawah (down-like), tetapi tidak bagi jenis-atas (up-like). Kemudian terdapat beberapa ungkapan dalam persamaan yang telah saya perolehi tidak saya dapat analisis lagi. Huhuhuh....


Nombor quantum B-L, Jenis-Bawah dan Jenis-Atas

Saya cuba mencari rajah Feynman bagi pereputan proton, ternyata rajah Feynman untuk kuark jenis-bawah tidak berlaku dan hanya ada rajah bagi jenis-atas seperti berikut
Rajah 1: Pereputan proton 

Proton adalah hadron yang terdiri daripada tiga zarah keunsuran u-u-d (atas-atas-bawah, kuark tidak boleh hidup secara bebas kerana kekangan fenomena kebebasan asimptotik). Kemudian muon tersebut mereput kepada dua-gamma (oleh itu kita dapat mencerap kesahan pereputan proton melalui pengesanan sinar gamma). Pereputan tersebut diramalkan mempunyai masa pereputan sekitar 10^33 tahun, tapi malangnya pereputan tersebut tidak dapat dicerap oleh Pengesanan Cherenkov oleh Super Kamio-kane (idea dalam ujikaji ini adalah mereka mencerap kewujudan sinar gamma dari kolam air yang mana kita tahu bahawa air (H2O) mempunyai atom hidrogen (yang mengandungi zarah proton), makna kata daripada 33atom H akan mereputan satu proton sahaja). Dengan kata lain, pereputan zarah proton tidak wujud.

Tapi tak tahu pula. Apakah pereputan proton boleh berlaku pada zarah jenis-atas sahaja, tetapi tidak bagi jenis-bawah? -Wallahu a'lam


Penggunaan  Teorem Noether

Saya menggunakan teorem Noether untuk mendapatkan kuantiti yang terabadi, iaitu nombor quantum B-L!
Ternyata teorem dari Emmy Noether tidak sia-sia, hehehehe...

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tatanda
Jenis-atas (up=like) adalah; up, charm dan top.
Jenis-bawah (down-like) pula, down, strange dan bottom.

Khamis, 18 April 2013

Menaiki Komuter, Pelajari Tak-Komutan

Kelmarin saya ke UPM, menaiki komuter. Saya pergi dengan hasrat untuke bertemu PM Dr Hishamuddin dan berbincang. Saya meminta Ahmad Hazazi (Mad) untuk memandu arah saya ke bilik Dr Hisham. Kali kedua bertemu Mad, kelihatan beliau sangat 'cool' tampak ciri-ciri orang berkahwin, hehehe... (kali pertama, bertemu di UM). Kami akrab di mukabuku.

Kami berbual ringkas lagi tangkas memerihal setiap kalam tentang fizik dan matematik, wah, asyik sekali. Kami makan tengahari, setelah itu kami ke surau. Seusai solat, Mad membawa saya ke pejabat Dr Hisham. Saya memasuki ditemani Mad dan beliau meninggalkan saya dengan Dr Hisham.

Dr Hisham menyambut baik saya. Saya berjabat tangan dengan beliau dan kami berbincang tentang Teori Kesatuan Gedang sebagai mukadimah. Kami berdua mengakui bahawa tiada masalah terbuka tentangnya dan kami berdua tersenyum saling mengiyakan masing-masing.

Setelah itu saya dibawa ke perjumpaan yang padanya kedapatan rakan satu kolej matrikulasi dahulu iaitu Che Azurahanim, kami satu kuliah, malah satu kelas tutorial. Seterusnya saya berbual dengan Kak Nurisya, beliau rupanya seorang yang bersantai dan peramah orangnya, saya menyangkakan beliau seorang yang pendiam dan tegas, tapi seronok berbual dengan beliau. Saya juga ada bertanya khabar tentang Mohd Faizal (suami beliau dan admin MajalanSains), kedua-dua mereka sibuk dengan urusan masing-masing.

Oh, ya. Bercakap tentang Tak-Komutan, Dr. Hisham mencadangkan supaya saya menjalankan kajian tentang Persamaan Kebezaan Tak-Komutan, katanya, ia adalah salah satu peralatan untuk mengetahui fizik zarah, saya berfikir ada benar juga, kerana di samping Teori Kumpulan, perkakas yang terbaik untuk mengetahui fizik zarah adalah aljabar Tak-Komutan. Kemudian, dilanjutkan lagi dengan permulaan ringkas dengan Kak Nurisya tentang Tak-Komutan, rupanya tentang Aljabar Heisenberg.

Tapi,

yang lebih mengkekok saya ialah operator kedudukan paksi-x dan -y adalah tidak komut, erk.., biar betik, [x_i, x_j]=/0; i/=j.

Kemudian saya balik dengan komuter berserta getusan tertanya-tanya lagi tersenyum tentang tabii Tak-Komutan.

..............

Sabtu, 13 April 2013

Teori Kesatuan Gedang, SU(5)

Teori Kesatuan Gedang (atau diInggeriskan, Grand Unified Theories (GUTs), seterusnya kita akan gunakan singkatan TKG) adalah merupakan model dalam fizik zarah pada skala tenaga tinggi, yang menggabungkan ketiga-tiga model interaksi iaitu Kuat (teori yang menjelaskan interaksi ini, dinamai Kuantum Kromodinamik, kumpula Lie ringkas yang memuasi kelakuan interaksi kuat ialah, SU(3)_c, c adalah nombor kuantum color/warna), interaksi lemah (Teori Lemah, SU(2)_L, L ialah nombor kuantum lepton) dan Elektromagnet (EM, U(1)_Y, Y adalah nombor kuantum hypercaj)

Bersatu

TKG mempunyai beberapa model yang dicadangkan antaranya; SU(5), SO(10), SU(5)xU(1), SO(10)xU(1) dan Model Pati-Salam, tapi penulis hanya berminat dengan SU(5) dan idea ini diusulkan oleh Georgi-Howard yang mana SU(5) adalah kumpulan tolok mudah bagi SU(3)xSU(2)xU(1), iaitu kumpulan tolok Model Lazim. Di dalam SU(5), multipletnya terangkum kesemuanya daripada irreducible zarah dari SU(3), SU(2) dan U(1). Manakala Teori Segala-gala (Theory of Everything, TOE) adalah gabungang Teori Kesatuan Gedang dengan teori graviti, tapi kelakuan graviti agak sukar untuk dinormal semulakan (renormalization).

Implikasi daripada pembinaan SU(5) tercetusnya natijah fizik yang agak kekok untuk kita iyakan (bermaksud tak ditemui secara ujikaji sehingga kini, meskipun pembinaan teori ini diterokai secara besar-besar daripada tahun 1970an lagi), iaitu: 1) Wujudnya kejadian pereputan proton, 2)Zarah baru (tolok pengantara) yang menukar kuark kepada lepton dan sebaliknya) 3)Magnetik Ekakutub.

Bingkisan Ringkas Pereputan Proton
Model Lazim meramalkan bahawa perasa lepton boleh bertukar ( e --> v (neutrino), manakala e pula adalah simbol bagi kumpulan zarah elektron, muon, tau), begitu juga kuark (u --> d atau sebaliknya, d adalah kumpulan jenis-down, u adalah kuark jenis-up). Tetapi tidak bagi fenomena kuark kepada lepton dan sebaliknya, namun bedanya ialah SU(5) meramalkan kewujudan fenomena tersebut dengan cara menukar kuark kepada lepton dan lepton kepada kuark. Hal ini memberikan implikasi bahawa proton boleh mengalami proses pereputan, iaitu baryon uud (baryon kuark up-up-down, iaitu proton) mereput kepada kumpulan neutrino dan  elektron. Nah, ini mencabul tabii kestabilan proton!

Siapakah yang bersalah?

Matriks penjana yang terkandung didala kumpulan tolok Model Lazim ada 12 melalui rumusan bilangan penjana dilihat, bilangan penjana, n=N^2-1,N pula adalah pangkat di dalam jenis teori kumpulan Unitari Khas (special unitary, SU(N)). Oleh SU(3), mempunyai 8 penjana, SU(2) pula mempunyai 3 dan U(1) pula mempunyai 1 penjana, jumlah 12 penjana. Manakala dalam SU(5), mempunyai 24 matriks penjana, iaitu 5^2-1=24. Jika dilihat dalam penjana SU(5) ia terkandung penjana-penjana dari Model lazim iaitu 12, selebihnya 12 adalah penjana yang baru terubahsuai dan penjana-penjana tersebutlah yang berperanan untuk menukar lepton kepada kuark dan sebaliknya, iaitu zarah X dan Y.

Zarah X dan Y adalah zarah usulan pengantara dan berjisim sangat berat. [Rintihan penulis: Untuk mendapati zarah Higgs, kita terpaksa menghabiskan  trilion dollar, inikan pula untuk mendapati zarah X dan Y]

Kegagalan untuk Menegur Zarah X dan Y

Sehingga kini, isyarat belum lagi ditemui (secara ujikaji) dan 'enggak' mungkin proton boleh mereput (secara teori), kita juga sukar untuk mencerap jisim fermion (SU(5)) dan percampuran sudut (lihat sudut Weinberg). Berbanding Model Lazim, TKG perlu memperkenalkan banyak ungkapan interaksi tambahan dan pertambahan matra.

-Wallahu a'lam-

Selasa, 1 Januari 2013

Panduan Menulis Tesis

Pengenalan

Tesis adalah dokumen yang menjadi prasyarat bagi pelajar untuk memenuhi syarat bergraduan disamping menghadiri dan lulus kursus-kursus yang dikehendaki. Tesis adalah keaslian tulisan pelajar yang mempamerkan keputusan dan olahan hasil kajian tersebut. Nama lain bagi tesis adalah disertasi, laporan kajian ilmiah atau esei/dokumen ilmiah. Di kebanyakan mereka berbeza menggunakan nama tesis dan disertasi, ada negara menggunakan tesis sebagai laporan ilmiah bagi Ijazah Sarjanamuda dan Ijazah Sarjana, dan disertasi pula digunakan untuk Ijazah Doktorat, manakala laporan/dokumen pula untuk memenuhi syarat geran penyelidikan yang telah dipohoni.

Perlu diketahui bahawa tesis adalah hasil kerja yang asli, penulis tesis harulah bertanggungjawab di atas perkataan/ayat/gambarajah yang diberikan dalam tesis, jika terdapat perkataan/ayat/gambarajah bukan hak milik penulis tesis, maka menjadi tanggungjawab penulis tesis untuk menyatakan dari mana ia diambil atau daripada siapa ia dirujuk dan ini merupakan integriti seorang ahli akademik. Seorang profesor di Jepun pernah dipecat kerana menipu hasil keputusan yang diperolehinya, seorang profesor di US pernah didakwa mahkamah oleh pelajarnya kerana beliau telah meniru hasil kerja pelajarnya dan seorang yang sudah doktorat lebih 10tahun dilucutkan gelaran doktoratnya kerana didapati dalam tesisnya terdapat plagiat.

Tulisan kali ini adalah bertujuan membincangkan panduan bagaiman untuk menulis tesis. Jadi penulisan kali ini adalah berdasarkan pengalaman penulis yang menyelia pelajar ijazah fizik untuk menyiapkan tesis mereka masing-masing dan penulisan ini hanya tertumpu kepada pelajar ijazah sahaja, memandangkan penulis hanya menyelia pelajar ijazah sahaja. Tulisan ini terbahagi kepada 3 topik iaitu dimulai dengan Susunan Bab Di Dalam Tesis, yang mana ia membincangkan bab-bab utama yang perlu ada dan bagaimana untuk mengendalinya, seterusnya kita akan membincangkan Panduan Penulisan terkandung di dalamnya panduan untuk memulai tesis, dikuti dengan pengurusan masa yang lebih baik dan disiplin dan diakhiri dengan aspek gaya/corak penulisan. Penhujung kepada penulisan ini adalah Kesimpulan dan Refleksi Diri. Bagi memudahkan pembaca untuk memahaminya, penulis akan mengariskan kata kunci yang penting (Underline).


Susunan Bab Di Dalam Tesis

Rata-ratanya tesis mengandungi perkara-perkara seperti berikut:

1) Abstrak
2) Pendahuluan
3) Kajian Literatur
4) Keputusan
5) Perbincangan
6) Kesimpulan
7) Rujukan

[Isi kandungan, singkatan perkataan dan senarai gambarajah adalah termasuk sebahagian. Penghargaan itu juga bergantung kepada pelajar itu sendiri]

Abstrak adalah singkatan daripada keseluruhan tesis itu tanpa meletakkan kajian yang dirujuk. Dengan kata lain, ia adalah singkatan mudah difahami bagi setiap topik yang terkandung dalam tesis. Abstrak itu mestilah mengandungi beberapa ayat tetapi syumul (menyeluruh). Bagi peringkat Ijazah Sarjanamuda adalah disyorkan lebih kurang 10 ayat sahaja; 2 ayat untuk tulisan Pendahuluan, Kajian Literatur (2-3 ayat), Keputusan dan Perbincangan boleh disekalikan memandangkang setiap hasil dapatan yang diperolehi itu haruslah disusuli dengan perbincangan ke atas data tersebut dan  yang utama dalam kajian sahaja dilampirkan, sewajarnya 4 ayat sudah memadai dan akhir sekali bahagian Kesimpulan adalah 1 ayat sahaja, untuk menjawab setiapa objektif kajian yang terkandung di dalam  bahagian Pendahuluan dengan ringkas mungkin

Pendahuluan pula merupakan gambaran kasar yang ringan untuk pembaca sebelum membaca keseluruhan tesis. Di dalam Pendahuluan, ia mestilah mengandungi pengenalan kepada kajian yang ingin dikaji yang boleh dibaca bagi pembaca yang tidak mempunyai kefahaman tentang apa yang dikaji juga ia mesti mengandungi kajian-kajian lepas yang relevan dengan apa yang dikaji. Pendahuluan juga mengandungi hipotesis kajian, ini penting bagi memahamkan pembaca ketika memasuki bahagian "Perbincangan" disamping itu juga ia menjadi penanda aras bagi penilai atau penyelia mengesahkan bahawa kajian tersebut memenuhi hipotesis awal yang dicadangkan dan hipotesis penting bagi pelajar itu sendiri untuk menulis bahagian "Kesimpulan". Selain itu pendahuluan mestilah mengandungi Objektif Kajian, supaya ia dapat dicapai oleh kajian tersebut dan merupakan jawaban dalam penulisan bahagian "Kesimpulan". Akhir sekali dalam bahagian Pendahuluan ialah penyusunan topik dalam tesis, yang mana pelajar memaklumkan kepada pembaca akan susunan topik yang dibuat dalam tesis tersebut.

Kajian Literatur merupakan bahagian yang mengumpulkan kesemua kajian-kajian yang relevan dibuat sebelum itu. Bezanya dengan bahagian Pendahuluan ialah Kajian Literatur mestilah mengandungi lebih banyak petikan kajian-kajian lepas dan mengolahnya dalam bentuk teks yang tersusun jika rujukan lepas-lepas dalam bentuk gambarajah atau graf, perlu di ketahui apa yang berkaitan dengan kajian pelajar itu mesti dibincangkan dan dahulukan topik tersebut dengan perkara yang umum dalam kajian sehinggalah perkara yang khusus dalam kajian pelajar itu sendiri.

Keputusan adalah hasil dapatan kajian yang diperolehi oleh pelajar. Di dalam penulisan bahagian Keputusan ini, pelajar mestilah bertanggungjawab ke atas hasil yang diperolehi yakni tidak menyembunyikan hasil dapatan kajian tersebut dan mengubahsuai data supaya sesuai dengan apa yang dikehendaki pelajar dan  ini merupakan salah satu integriti akademik. Jika pelajar mendapati bahawa keputusan itu tidak memenuhi kehendak pelajar itu sendiri, maka dengan profesionalnya pelajar itu haruslah bijak melaporkan dan mengolah keputusan yang diperolehi itu di dalam bahagian Perbincangan nanti. Keputusan itu mestilah dimulai dengan hasil dapatan yang umum sehinggalah kepada khusus atau daripada yang mudah kepada yang lebih sukar, pelajar juga boleh melampirkan keputusan tambahan pada akhiran bahagian Keputusan ini. Penggunaan perkataan dalam ayatnya untuk bagian ini haruslah digunakan Past (Perfect) Tense seperti, ...has been used..., ....measured by.... , ...derived..... Jika dalam Bahasa Melayu, kita mesti menggunakan ayat-ayat yang pasif dengan imbuhan "di......kan" atau imbuhan "di" contoh; ...sampel ini diukur dengan..., ....digunakan Kaedah Runge-Kutta untuk menyelesaikan..., pendek kata dahulukan predikat Subjek kemudian barulah Objek.

Bahagian Perbincangan pula membincangkan dapatan kajian yang diperolehi daripada bahagian Keputusan.  Perlu diingat bahawa pelajar haruslah menggunakan pengetahuan yang terkandung di dalam bahagian Kajian Literatur untuk mengolah dan menguatkan hujah ke atas hasil dapatan kajian yang diperolehi dengan memetik senarai rujukan yang berkaitan untuk menyokong keputusan kajian pelajar itu. Dengan kata lain, bahagian Kajian Literatur adalah pembantu kepada olahan didalam bahagian Perbincangan. Penggunaan ayat di dalam bahagian bertatabahasa Present dan Past Tense, kerana keputusan itu 'sedang' diperolehi dan terkadang pelajar akan menggunakan perkataan Past Tense untuk kajian lepas yang dirujuk atau perlakuan yang telah dilakukan.

Kesimpulan, secara ringkasnya kita boleh katakan bahawa bahagian Kesimpulan adalah jawaban kepada objektif dan hipotesis kajian yang kita lampirkan di dalam bahagian Pendahuluan. Penulisannya adalah secara bersantai dan pelajar tidak perlulah tergesa-gesa untuk menulisnya, kerana ia adalah penghujung kepada kesuluruhan. Selalunya, di dalam bahagian Kesimpulan ini mengandungi kesimpulan kajian, perkara-perkara yang diabaikan di dalam kajian dan cadangan kajian akan datang.

Rujukan, secara asasnya, pelajar hendaklah melampirkan kesemua rujukan yang pelajar bincangkan dari bab  Pendahuluan sehinggalah Kesimpulan. Susunannya bergantung kepada kehendak universiti yang pelajar duduki, sama ada secara urutan nama (Surname atau First name) atau urutan nombor yang diletakkan pada setiap bab di dalam tesis (yang mana setiap pernyataan yang pelajar rujuki). Manakala format penulisan rujukan juga bergantung kepada universiti, setiap universiti mempunyai formatnya tersendiri, rata-ratanya format yang digunakan adalah format APA (American Psycological Association). Jika di dalam teks untuk format nama kita akan gunakan seperti beriku sebagai contoh; (Ali, 2006), (Cheng & Anuar, 2008) atau (Randall et.al., 1999), manakalan bagi urutan nombor pula; [3] atau [5-10].

 Di sini dilampirkan contoh format APA:

Buku
Treviño, L. K., & Nelson, K. A. (2007). Managing business ethics: Straight talk about how to do it right. Hoboken, NJ: Wiley.[Jika lebih daripada seorang, Krause, Bochner, and Duchesne (2006)  atau lebih daripada tiga orang, Mezey et al., 2002  yang selebihnya adalah hampir sama]

Makalah
Sainaghi, R. (2008). Strategic position and performance of winter destinations.Tourism Review, 63(4), 40-57.

Tesis
Rose, S. L. (2006). Essays on almost common value auctions (Doctoral dissertation, Ohio State University). Retrieved from http://www.ohiolink.edu/etd

Surat khabar/Majalah
Cumming, G. (2003, April 5). Cough that shook the world. The New Zealand Herald, p. B4.

Laman sesawang
Hobbit Team. (2011, November 5). 3D concept sketch [Web log message]. Retrieved from http://www.thehobbitblog.com/

Untuk rujukan pembaca mengenai penulisan format APA boleh klik di sini. Untuk makluman pembaca bahawa yang asasnya dalam penulisan tesis adalah seperti yang dibincangkan, tetapi bergantung kepada pelajar untuk memecahkan bahagian Kajian Literatur kepada dua atau tiga, dengan menamakan setiap satunya bab dengan tajuk yang berlainan atau mencantumkan dua bahagian itu menjadi satu bab, seperti bahagian Keputusan dan Perbincangan. Jadi yang asasnya ia mengandungi bahagian Pendahuluan, Kajian Literatur, Keputusan, Perbincangan dan Kesimpulan hendaklah dipatuhi. Mengenai muka surat (atau bilangan perkataan) bergantung kepada kehendak universiti, haruslah dirujuk kepada bahagian Syarat Bergraduan setiap jabatan ataupun koordinator Penyeliaan Kajian Ilmiah


Panduan Penulisan

Dalam bahagian ini ia akan di bahagikan kepada 3 bahagian utama dan disusuli dengan sub-bahagian yang akan memperihalkannya.

Permulaan
Pelajar diingatkan supaya memulakan penulisan di hari pertama pandaftaran kursus Kajian Ilmiah dan perbincangan dengan penyelia. Ini bertujuan agar pelajar banyak menulis supaya nanti pelajar boleh memadam atau mengolah ayat yang beliau telah tulis itu dan pada masa yang sama juga, pelajar akan terilham banyak idea ketika menulis nanti, selain itu juga ia akan menjadi motivasi awal atau rutin untuk pelajar itu memulakan penulisan. Perlu diketahui bahawa syarat bergraduan bukanlah berapa banyak pelajar baca dan mentelaah, tetapi ia adalah mengenai bukti iaitu dalam bentuk tulisan yakni tesis.

Perbincangan tajuk kajian dengan penyelia kajian perlulah jelas, kemudian penyusunan topik secara gambaran kasar hendaklah diperakui oleh penyelia kajian. Oleh itu peranan berjumpa dengan penyelia kajian/tesis sangatlah penting dan perlu diingat bahawa kedudukan penyelia sangatlah penting kerana merekalah akan mempertahankan dan membantu anda ketika sesi viva/soal-jawab itu berlangsung, hubungan pelajar-penyelia haruslah baik secara akademik dan profesional. Sebelum itu pelajar hendaklah menetapkan Objektif kajian dan Hipitesis kajian, supaya ia menjadi kiblat pelajar ketika menulis tesis nanti.


Pengurusan Masa
Aspek ini sangatlah penting supaya pelajar tidak tercicir  atau tergesa-gesa di dalam penulisan akhir nanti. Pelajar hendaklah merancang masa kajian dengan baik sekali dahulukan yang mana lebih utama dan yang mana perlukan masa lebih untuk siapkannya, dan lagi pelajar perlu sangat disiplin dengan apa yang pelajar itu telah rancangkan. Di sini penulis lampirkan saranan untuk pengurusan masa bagi 14 minggu yang diperuntukan untuk menyiapkan tesis kajian ilmiah pelajar.

Untuk 4 minggu pertama, pelajar hendaklah menyiapkan pentelaahan ke atas kajian yang ingin dilakukan dan pada masa yang sama juga pelajar hendaklah menulis untuk bab Kajian Literatur. Pelajar hendaklah memahami pengetahuan yang terkandung di dalam bahagian Kajian Literatur ia pentiang kerana akan membantu pelajar untuk memahami dalam fasa mendapatkan data dan keputusan, secara tidak langsung memudahkan pelajar untuk menulis dalam bahagian Perbincangan dengan mengaitkan rujukan dan pengetahuan dari bahagian Kajian Literatur. Jika ada kesempatan, pelajar hendaklah mencuba-cuba (try and error) untuk meraih data dan keputusan kerana pada masa itu otak pelajar masih dalam segar (fresh) akan pengetahuan tentang kajian melalui pembacaan daripada Kajian Literatur itu.

4 minggu seterusnya, iaitu bahagian Keputusan. Dalam tempoh ini, pelajar hendaklah mendapatkan data kajian dan rentetan daripada itu, pelajar hendaklah melaporkan terus (langsung atau serta-merta, supaya  tidak terlupa akan ayat-ayat yang pelajar teringat ketika mendapat data) keputusan yang diperolehi. Sememangnya pada tempoh ini, pelajar akan sedikit tertekan/stres untuk mendapatkan keputusan kajian. Nasihat penulis adalah dapatkan keputusan sahaja, tidak kisah sama ada betul atau tidak, kerana untuk fasa seterusnya barulah kita melihat kerelevanan data yang diperolehi itu.

Untuk bahagian Perbincangan, pelajar disyorkan memperuntukan 2 minggu sahaja untuk menulis bahagian tersebut. Memandangkan pelajar mempunyai pengetahuan yang utuh daripada tempoh penulisan bahagian Pendahuluan dan kemudiannya, ketika penulisan bahagian Keputusan pelajar sudah merangka corak penulisan dan mendapatkan gambaran kasar akan ayat-ayat yang  sesuai untuk ditulis. Ini sudah cukup membantu pelajar untuk menulis bahagian ini.

1 minggu, adalah untuk bahagian Pendahuluan. Untuk bahagian ini, pelajar perlulah menambahkan lagi pembacaan dan pentelaahan ke atas kajiannya, tetapi pembacaannya lebih terarah kepada maklumat am kerana dalam bahagian Pendahuluan ini ianya lebih bersifat umum. Sebagai contoh pelajar mengkaji superkonduktor dan yang menemuinya adalah Heike Kamerlingh Onnes jadi pelajar perlulah membaca dan mencari maklumat umum tentang kajian Prof Onnes itu atau perbincangan umum mengenainya daripada majalah atau laman sesawang yang diyakini kesahan kandungannya. Manakala Objektif dan Hipotesis kajian pelajar sudah maklum dan boleh menulis dengan baik sekali. Bahagian Pendahuluan ditulis agak lewat, kerana ia memerlukan gambaran keseluruhan utama tesis daripada apa yang pelajar telah tulis itu.

1 minggu lagi ialah penulisan bahagian Kesimpulan dan Abstrak. Bahagian Kesimpulan boleh ditulis kerana bahagian Pendahuluan sudah ditulis dan difahami, tambahan pula bahagian Kesimpulan ialah menjawab kembali apa yang tertulis di dalam bahagian Pendahuluan, jadi mudahlah pelajar untuk menulis dalam bahagian ini. Manakala Abstrak pula adalah bahagian yang terakhir dalam teks tulisan tesis, kesukarannya ialah memendekan dan meringkaskan apa yang ditulis di dalam tesis itu yang panjang berjela.

1 minggu lagi digunakan untuk penyusunan dan mencari kembali rujukan yang dipetik dalam petikan teks tesis pelajar. Ini memerlukan kerja lapangan seperti pergi ke perpustakaan untuk mencari rujukan itu atau mencari dalam internet. Jika pelajar tidak menjumpai rujukan, adalah dinasihati supaya pelajar membuang pernyataan yang terujuk itu daripada teks tesis pelajar.

1 minggu terakhir, gunakanlah tempoh tersebut untuk kemaskinikan tesis, kemudian fikirkan tajuk akan tesis tersebut yang bersesuaian dan catchy supaya mampu menambat orang awam untuk membacanya. Tempoh ini adalah merupakan tempoh paling kritikal untuk menamatkan pengajian, jadilah gunakanlah sebaiknya.


Corak Penulisan
Setiap kali pelajar menulis akan pernyataan yang mempunyai rujukan dalam tesis adalah disarankan supaya pelajar langsung menulis rujukan, ini kerana ia memudahkan pelajar mencari kembali akan rujukan tersebut dan ini memudahkan pelajar untuk mengingatinya (baik untuk hujah balik ketika sesi viva/soal-jawab nanti). Mungkin cara ini agak comot, tetapi ia sangat baik sekali, tambahan pula ia akan dikemaskini kembali ketika tempoh minggu terakhir penulisan tesis nanti.

Seterusnya bagi mengkoreksi bahasa adalah menjadi tugas penyelia atau pembetul tatabahasa (bagi peringkat Sarjanamuda, mungkin ia tiada) untuk membetulkan penulisan pelajar itu. Atau lebih baik diberikan kepada kawan-kawan sendiri untuk membacanya sama ada sesuai atau tak ayat yang digunakan dalam tesis tersebut.

Jika ada kesempatan, baca kembali tesis itu dan lihat ayat-ayatnya adakah ia betul-betul menggambarkan apa yang ingin dikaji, jika tak, fikirkan ayat yang sesuai untuknya. Ini mungkin mengambil masa.


Kesimpulan

Setiap topik yang dikehendaki telahpun diulas dan sekali lagi penulisan ini hanyalah merujuk kepada pelajar ijazah sarjanamuda fizik ujikaji dan fizik pendidikan sahaja.


Refleksi Diri

Jika berlaku kesalahan ejaan atau maklumat silalah maklumkan denga segera. Sebarang pertambahan maklumat adalah sangat dialu-alukan.


Sekian, wallahua ta'ala a'lam