“THE GOD PARTICLE”
Paper halaqoh disajikan pada
tanggal 4 Oktober 2013
Pengasuh:
Prof. Dr. Kyai H.Achmad Mudlor, SH
Oleh:
Himpunan Mahasiswa Prodi Fisika
Fakultas MIPA
Universitas
Brawijaya & Universitas Negeri Malang
Halaqoh Ilmiah
LEMBAGA TINGGI PESANTREN LUHUR MALANG
Oktober 2013
A. PENDAHULUAN
Sebuah partikel baru ditemukan di pukulan keras
atom terbesar di dunia tahun lalu adalah Higgs boson, Higgs berpikir untuk
memainkan peran dalam bagaimana partikel subatomik lain mendapatkan massa mereka,
para ilmuwan melaporkan pada konferensi de Moriond di Italia
. Fisikawan mengumumkan pada tanggal 4 Juli, 2012 dengan lebih dari 99
persen kepastian, mereka telah menemukan partikel elementer baru dengan berat
sekitar 126 kali massa proton yang bisa menjadi lama dicari Higgs boson. The
Higgs kadang-kadang disebut sebagai "god particle" atau “partikel
tuhan”. Sebutan itu yang membuat kecewa
dari banyak ilmuwan, karena bisa menyinggung orang beragama.
Tetapi dua eksperimen, CMS dan ATLAS, belum
mengumpulkan cukup data untuk mengatakan partikel itu, pasti Higgs boson,
potongan terakhir dari teka-teki Standar, teori memerintah dari fisika
partikel. Sekarang, setelah mengumpulkan dua setengah kali lebih banyak data
dalam Large Hadron Collider - di mana proton zip mendekati kecepatan cahaya
sekitar ring 17-mil-round (27-kilometer-round) bawah tanah di bawah Swiss dan
Perancis - fisikawan mengatakan partikel itu adalah "Higgs boson".
Tapi mereka belum bisa mengesampingkan kemungkinan bahwa Higgs boson lainnya
ada juga.
ATLAS juru bicara Dave Charlton setuju,
mengatakan bahwa hasil baru "menunjuk ke partikel baru yang memiliki
spin-paritas dari Higgs boson seperti dalam Model Standar." Dalam fisika
partikel, "berputar" mengacu pada properti kuantum partikel dasar dan
tidak rotasi fisik yang sebenarnya. Untuk mengkonfirmasi partikel sebagai
memiliki karakteristik Higgs boson, fisikawan yang dibutuhkan untuk
mengumpulkan ton data yang akan mengungkapkan sifat kuantum serta bagaimana
berinteraksi dengan partikel lainnya.
Awal mula munculnya sebutan “partikel Tuhan”
Saat Higgs menjadi dosen, Higgs tertarik dengan misteri: mengapa benda di
sekitar kita memiliki berat atau massa. Pertanyaan itu terus berputar di
benak. Suatu hari, ketika sedang menghabiskan liburan di Cairngorms, sebuah
kawasan pegunungan di wilayah timur Dataran Tinggi Skotlandia, Higgs
mengutak-atik soal teori medan yang tak tampak dan partikel itu. Higgs
lalu melakukan serangkaian penelitian. Hasil penelitian itu dikemas dalam
tulisan ilmiah. Sayang tulisan itu ditolak mentah-mentah para editor.
Bukan hanya ditolak jurnal ilmiah bergengsi, Higgs juga sering diejek para
sahabat. Banyak kolega yang mengira dia seorang idiot, karena mengutak-atik
teori medan kuantum, yang dianggap sudah kuno. Tapi dia tidak menyerah. Terus
melakukan penelitian. Dan pada akhirkanya teori Higgs ini berhasil ditemukan
oleh para ilmuwan yang lain, dan mereka sepakat menamakan medan tak tampak
beserta partikel itu dengan sebutan,"mekanisme Higgs" dan menyebut partikel
pemberi massa sebagai “Higgs Bosson”.
B.PEMBAHASAN
1.
Sejarah Teori God Particle
Teori God Particle atau partikel
tuhan pertama kali dicetuskan oleh fisikawan berkebangsaan Inggris pada tahun
1964, dia adalah Peter Higgs. Berkat Leon M. Lederman seorang peraih nobel
fisika yang menulis buku berjudul “ God Particle: If The Universe Is The
Answer, What Is The Question” nama partikel Higgs Boson menjadi tenar sebagai “
God Particle atau Partikel Tuhan”. Disebut sebagai Partikel Tuhan sebab
partikel ini sangat sulit dibuktikan keberadaannya dan partikel ini dinyatakan
sebagai penyusun dasar pembentukan alam semesta. Jadi perlu diketahui bahwa
partikel Tuhan ini hanyalah sebuah nama materi atomik yang menjadi dasar semua
materi yang ada di alam ini, bukan sebuah partikel penyusun zat Tuhan.
Setelah lulus pada pendidikan
terakhirnya di King’s Collage, London, Higgs menjadi seorang dosen. Kemudian ia
tertarik dengan misteri: mengapa benda di sekitar kita memiliki massa.
Hal itulah yang mendorong Higgs untuk meneliti teori medan tak tampak dan
partikel pemberi massa. Dalam penelitian ini, ada beberapa ilmuan yang
turut mengembangkan teori yang serupa dengan Higgs, yakni Robert Brout dan
Francois Englert. Kemudian penemuan mereka dikirim ke jurnal ilmiah“The Physics
Letters” yang dikelola oleh CERN (Centre For Nuclear Research) yaitu
Organisasi Penelitian Nuklir di Eropa yang berkantor di Jenewa, Swiss. Namun
sayangnya penelitian itu ditolak oleh pihak CERN karena teori Higgs yang sulit
dibuktikan.
Usaha Higgs
tidak cukup sampai di situ saja, dia tetap meneliti dan mengembangkan toeri
temuannya bersama Brout dan Englert. Temuan mereka akhirnya dipublikasikan di
sebuah jurnal “The Physics Review Letters” dan mereka memberi nama
temuan itu “mekanisme Higgs”. Atas usahanya itu Biggs diundang oleh para
fisikawan kelas dunia untuk menjelaskan teori temuannya itu di Institut for
Advanced Study, AS. Dan hasilnya sangat menakjubkan, para pakar fisikawan kelas
dunia itu sangat kagum dengan Biggs karena dia mampu menjelaskan teori
temuannya dengan sangat relevan.
Pada mulanya Higgs sendiri tidak
memberi nama partikel temuannya itu sebagai Higgs Bosson. Sebenarnya Higgs juga kurang suka jika hasil temuannya itu disebut
sebagai Partikel Tuhan, karena dia sendiri telah mendeklarasikan diri bahwa
dirinya adalah seorang atheis dan menurutnya nama tersebut kurang cocok jika
temuannya disebut-sebut sebagai Partikel Tuhan, Higgs sadar betul bahwa penamaan ini bersifat
ofensif terhadap orang beragama, dan
dia menganggap bahwa penamaan itu hanya lelucon belaka.
Pada awalnya teori Higgs ini masih
menjadi misteri di kalangan ilmuan fisika, karena objek partikel yang ditemukan
sangat sulit dilihat meski dengan teknologi tercanggih pada masa itu. Namun,
akhirnya teori Higgs berhasil ditemukan oleh CERN yang dulu pernah menolak
karyanya, meskipun telah menghabiskan dana yang cukup besar. Para ilmuan yang
tergabung di CERN berhasil menemukan sebuah partikel yang memiliki massa
sebesar 125-126 GeV (Giga Elektron Volt yang setara dengan satuan energi
milyaran elektron volt) dengan memanfaatkan Larga Hadron Collider (LHC) yaitu
sebuah laboratorium pemecah partikel raksasa.
2.
Peran God Particle dalam
Pembentukan Alam Semesta
Studi yang dilakukan di dalam laboratorium LHC sebenarnya
sangat sederhana. Sebuah proses penembakan dilakukan pada partikel yang
diselidiki. Ketika sebuah partikel ditembak dengan kecepatan mendekati
kecepatan cahaya dan dengan energi yang sangat tinggi, partikel tersebut akan pecah
menjadi kepingan sub partikel yang lebih kecil, maka akan diketahuilah
sub-sub partikel lain penyusun partikel tersebut.
Sekelompok peneliti menembak sebuah partikel
photon yang bergerak dengan kecapatan mendekati kecepatan cahaya (99,999999 %
mendekati kecepatan cahaya) dengan sebuah energi sebesar 7 TeV (7 Tera
Electron Volt) dengan arah yang berlawanan dalam terowongan sepanjang 27 km di
kedalaman 100 meter dari permukaan.
Ketika photon ditembak dengan energi ini maka
akan muncullah sub-sub partikel atau debu partikel yang dianggap bertanggung
jawab terhadap pembentukan berbagai fenomena yang terjadi di alam semesta.
Sebuah proses pembentukan alam semesta dibuat miniaturnya ketika photon ini
ditembak dengan energi sebesar 7 TeV. Konon energi yang bisa mendekati pembentukan
alam semesta pada awal Big bang adalah ketika energi penembaknya ditingkatkan
menjadi 14 TeV. Menurut teori yang dikembangkan ilmuwan, partikel Higgs ini
menjadi agen terciptanya bintang, planet, dan kehidupan alam semesta
karena partikel itu memberi massa pada elemen partikel terkecil.
Dalam teori standar diprediksi,
partikel subatom harusnya tak punya massa. Namun dalam teori lain, disebutkan,
ada medan energi bernama Higgs partikel dan boson yang muncul usai tumbukkan
partikel itu. Kedua entitas ini membuat sub partikel tarik menarik, dengan kata
lain memberinya massa. Sebuah partikel danggap bertanggung jawab terhadap
munculnya berbagai fenomena yang terjadi di alam semesta. Salah satu pertanyaan
yang akan dapat dipecahkan adalah bagaimana dimensi-dimensi dibentuk di alam
semesta ini. Bagaimana dimensi panjang, lebar, massa, dan waktu terbentuk.
Revolusi pemahaman ini akan membawa banyak kemajuan yang luar biasa bagi umat
manusia. Penguasaan ruang dan waktu akan jauh lebih mudah direalisasikan.
3.
Rahasia Penciptaan God Particle
Higgs boson adalah keping terakhir dari puzzle untuk
melengkapi Model Standar Partikel Elementer, salah satu teori yang paling
sukses untuk menjelaskan bagaimana partikel dasar berinteraksi dengan gaya-gaya
fundamental. Sekaligus memahami asal usul alam semesta, bagaimana ia
berkembang, dan bagaimana manusia ada hingga saat ini.
Ini sungguh
pencapaian sulit, dan tentu saja mahal. Penelitian itu memakai Large Hadron
Collider (LHC), pemercepat partikel sepanjang 27 kilometer, terkubur di bawah
tanah di perbatasan Prancis dan Swiss. Dibangun dengan dana US$10,5 miliar,
alat itu dipakai untuk menciptakan kembali kondisi setelah Big Bang,
ledakan mahabesar, yang diduga sebagai awal penciptaan alam semesta.
Gb. Large Hadron Collider (LHC)
Untuk memahami Model Standar, kita harus mengetahui fisika
didasarkan pada konsep empat gaya di alam: elektromagnetik, gaya kuat,
gaya lemah, dan gravitasi.
Model Standar menyatakan, materi
terdiri dari partikel kecil yang disebut fermion. Fermion terdiri dari quark
dan lepton. Ada juga boson, yakni partikel perantara interaksi
antar materi. Tiap boson membawa gaya sendiri, yakni gluon membawa gaya
kuat, foton membawa gaya elektromagnet W, Z boson
membawa gaya lemah, dan graviton membawa gaya gravitasi. Partikel
terakhir, yakni Higgs-boson yang berperan menentukan massa. Kecuali
Higgs-boson, semua partikel dalam Model Standar sudah ditemukan
Bersandar pada hukum distribusi
statistik kuantum Bose-Einstein, hasil kolaborasi fisikawan India,
Satyendra Bose dan Albert Einstein, Peter Higgs pada 1960-an mencetuskan teori
yang menuntut adanya partikel subatom dari suatu medan (field) yang
memberikan massa ke partikel dasar – yang kelak disebut Higgs boson.
Begini cara kerjanya: partikel
tak bermassa seperti foton memang tidak berinteraksi dengan medan Higgs,
tetapi partikel lain semacam elektron dan quark berinteraksi dengan medan itu
menghasilkan massa sesuai sifat interaksinya. Semakin besar interaksi partikel,
makin besar massanya.
Pada 13,7 miliar tahun lalu, sesaat setelah dentuman terjadi (Big
Bang), semesta yang panas terisi oleh hamparan partikel. Tanpa kehadiran
Higgs boson, maka quarks tidak akan terkombinasi membentuk proton atau neutron.
Kemudian, proton dan neutron pun tak akan terkombinasi dengan elektron
membentuk atom. Tanpa atom, maka molekul dan materi pun tidak akan terbentuk.
Atau dengan kata lain: tak ada galaksi, tak ada bintang, tak ada planet, tak
ada kehidupan di muka Bumi.
C. PENUTUP
The God
particle (partikel Tuhan atau Higgs Bosson) merupakan inovasi baru yang
ditemukan oleh Peter Higgs sebagai pembuktian atas teorinya medan tak tampak
dan partikel pemberi massa. Penemuan ini akhirnya diakui oleh para
ilmuan di seluruh dunia sebagai partikel dasar pembentukan alam semesta yang
didukung pula dengan teori big bang.
Partikel ini
disebut sebagai partikel Tuhan sebab partikel ini sangat sulit dibuktikan
keberadaannya dan partikel ini dinyatakan sebagai penyusun dasar pembentukan
alam semesta. Jadi perlu diketahui bahwa partikel Tuhan ini hanyalah sebuah
nama materi atomik yang menjadi dasar semua materi yang ada di alam ini, bukan
sebuah partikel penyusun zat Tuhan.
DAFTAR
PUSTAKA
Al-Aziz,
Nurdin. 2012. http://partikel-tuhan-477340.html. Diakses pada 1 Oktober
2013.
Darmansyah.
2013. http://analisis-partikel-tuhan-belum-selesai.html. Diakses pada 14 September 2013.
Jeackle, Ted. 2007. The God Particle: The
Discovery And Modelling of The Ultimate Prime Particle. USA: Universal
Pubisher.
Leon
M. Lederman. 1993. God Particle: If The Universe Is The Answer, What
Is The Question. New York: For Evan and Jayna.
Wijaya,
Gempar Ika. 2011. http://God Partikel
Kunci Pembuka Alam Semesta _ artikeltulisan.html. Diakses pada 1
Oktober 2013.
0 komentar:
Posting Komentar