Fenomena fisik gerakan Brownian mengacu pada perpindahan partikel-partikel kecil yang tidak menentu yang terbenam dalam suatu zat. Penemuan fenomena ini dilakukan pada awal abad ke-19 oleh seorang ahli botani dan dokter Skotlandia, Robert Brown.
Pengamatan pergerakan serbuk sari yang tidak menentu
Setelah menganalisis pergerakan acak butiran serbuk sari dalam zat cair, ilmuwan Skotlandia mengamati serangkaian fenomena:
1) bahwa lintasan serbuk sari terus menerus,
2) bahwa pergerakan serbuk sari tidak menentu dan tampaknya tidak berhubungan satu sama lain pada interval waktu yang berbeda dan
3) bahwa partikel serbuk sari memiliki beberapa tumbukan dengan molekul zat cair.
Penemuan ilmiah yang dapat dibuktikan dengan eksperimen sederhana
Jika kita mengisi gelas dengan air panas dan yang lain dengan air dingin dan di masing-masing gelas kita masukkan beberapa tetes pewarna, hasil yang diperoleh akan sangat berbeda: dalam beberapa detik isi gelas panas akan memiliki warna yang homogen, sedangkan gelas dengan air dingin akan menunjukkan warna pada bagian bawah gelas.
Fenomena tersebut terjadi karena suatu alasan: semakin tinggi suhu, semakin besar agitasi molekul cairan (sebaliknya, jika suhu lebih rendah, pergerakan molekul akan berkurang).
Pengamatan Robert Brown akhirnya tercermin dalam model matematika dari tipe stokastik
Proses stokastik adalah kumpulan variabel acak yang tak terbatas. Dengan demikian, setiap fenomena yang berkembang secara acak dari waktu ke waktu dapat diukur dan dievaluasi. Kalkulus stokastik adalah disiplin matematika yang memungkinkan untuk menjelaskan gerakan partikel yang dikenai gaya acak.
Gerak Brown adalah contoh proses stokastik sederhana, tetapi Robert Brown bukanlah orang yang menjelaskan fenomena ini dalam bahasa matematika. Fenomena stokastik mulai dipahami dari kemajuan kinematika, suatu disiplin ilmu fisika yang berorientasi pada benda bergerak yang tidak tunduk pada gaya asal. Dengan kata lain, dalam kinematika, gerakan partikel atau benda dijelaskan tetapi penyebab gerakan ini tidak diketahui.
Jenis perhitungan ini memiliki banyak aplikasi, karena memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang jalur molekul dalam cairan atau gas, jalur hewan selama migrasi, variasi harga beberapa saham atau situasi keuangan suatu entitas.
Foto foto: Carloscastilla
Tema Brownian Bergerak
