Kalau kalian pernah melihat penggaris yang
dipakai di sekolah dasar dan menengah, kemungkinan besar penggaris itu
panjangnya 30 cm. Tigapuluh sentimeter itu lebih kurang sama dengan 12 inci
atau 1 kaki (foot, ini satuan panjang ala Kerajaan Inggris). Pernahkah terpikir
dalam benak kalian, alasan kenapa panjang penggaris lebish seringnya 30 cm?
Dalam bidang komputer dan elektronika, panjang
30 cm memiliki arti khusus. Arti khusus yang penting dan menjadi pegangan dalam
merancang dan membangun rangkaian mikroelektronika dan rangkaian terpadu
(integrated circuit, IC).
30 cm lebih kurang adalah jarak yang ditempuh
oleh gelombang elektromagnetik dalam waktu satu per milyar detik. Perioda satu
per milyar detik berkorespondensi dengan frekuensi 1 milyar daur (cycle) per
detik (giga hertz, GHz), jadi lebih kurang pada orde/skala yang sama dengan
kecepatan komputer saat ini.
Faktor 30 cm menjadi penting dalam merancang
sebuah rangkaian elektronika yang beroperasi pada frekuensi GHz. Dalam
rangkaian elektronika skala GHz, daur arus listrik dalam rangkaian akan
menghasilkan gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang pada sekitar skala
sentimeter.
Jika rangkaian elektronika tersebut berukuran
juga pada skala sentimeter, maka insinyur yang merancang rangkaian tersebut
harus mempertimbangkan faktor waktu yang diperlukan untuk perambatan gelombang
elektromagnetik dalam rangkaian.
Problem serupa, yakni memperhitungkan faktor
waktu yang diperlukan untuk perambatan gelombang elektromagnetik, muncul dalam
banyak teknologi sehari-hari: radar, telekomunikasi seluler dan satelit, jaringan
serat optik (optical fiber), global positioning system, perpetaan, geodesi, dan
banyak lagi.
Dalam fisika partikel eksperimen, problem ini
muncul ketika fisikawan harus mempertimbangkan waktu tempuh sinyal dalam serat
optik dari detektor yang terletak 100 meter di bawah tanah ke komputer yang
membaca dan menyimpan data di permukaan tanah.
Sebagai contoh, akselerator LHC beroperasi
dengan frekuensi 40 MHz atau periode 25 per milyar detik. Setiap 25 per milyar
detik, terjadi beberapa tumbukan/interaksi di dalam detektor. Dengan
menggunakan aturan 30 cm, kita tahu bahwa selama 25 per milyar detik, cahaya
akan menempuh jarak 7.5 meter.
Padahal jarak dari bawah tanah ke permukaan
tanah adalah 100 meter lebih! Sebelum sinyal dari detektor mencapai permukaan
tanah dan direkam dalam komputer, detektor sudah menerima data kembali.
Penggunaan ukuran 30 cm untuk memberikan
ilustrasi/gambaran tentang kecepatan cahaya dan jarak yang ditempuh,
dipopulerkan oleh Laksamana Pertama (Commodore/Rear Admiral) Grace Hopper,
seorang sesepuh dalam bidang komputer dan informatika.
