Menurut fisika kuantum, segala sesuatu yang ada terbuat dari partikel. Materi, cahaya, hal-hal yang terlihat dan tidak terlihat. Ini semua adalah partikel, dan mereka mengendalikan fungsi seluruh alam semesta. Beberapa di antaranya umum dan diketahui sebagian besar dari kita, seperti elektron. Lainnya sedikit lebih tidak biasa, seperti quark. Namun gagasan dasar dari setiap partikel adalah bahwa ia merupakan benda elementer yang tidak terbuat dari apa pun. Anda dapat memecah atom menjadi proton, neutron, dan elektron. Tapi Anda tidak bisa memecah satu partikel menjadi partikel lain. Dengan mengingat hal tersebut, mari kita lihat beberapa penemuan paling menakjubkan yang pernah ditemukan, atau setidaknya menurut dugaan sains, telah ditemukan.
10. Partikel Tuhan
Ketika para ilmuwan menyebut sesuatu sebagai partikel Tuhan, mereka sebenarnya menyebutnya sebagai sesuatu yang lebih dari sekedar lebih. Agar adil, nama yang tepat untuk partikel tersebut adalah Higgs boson, namun fisikawan Leon Lederman memberikan nama yang lebih berwarna karena membuat media peduli terhadap partikel tidaklah mudah.
Keberadaan Higgs boson telah dikonfirmasi pada tahun 2013. Namun, hal ini baru diteorikan pada tahun 1960an, sehingga perburuan terhadap hal tersebut terus berlanjut. Stephen Hawking pernah bertaruh $100 bahwa dia tidak akan pernah ditemukan dan dibakar. Dia juga mengatakan bahwa Higgs boson suatu hari nanti akan menghancurkan alam semesta, jadi tandai itu di kalender Anda.
Dengan semua penumpukan ini, Anda harus membayangkan bahwa Higgs boson sangat menakjubkan, dan kenyataannya ya, Higgs boson memang luar biasa. Namun, perlu sedikit waktu untuk memahaminya, jadi mari kita mencobanya.
Boson adalah partikel fundamental. Boson bertanggung jawab atas semua gaya fundamental di alam semesta, seperti elektromagnetisme, gaya nuklir lemah dan kuat.
Medan Higgs adalah medan energi yang memberikan massa pada partikel lain seperti elektron. Sederhananya, Higgs boson ikut bertanggung jawab dalam menciptakan massa partikel di Alam Semesta. Boson sendiri memiliki massa yang besar, namun berumur pendek sehingga sulit ditemukan di alam. Namun keberadaannya menegaskan banyak hal yang kita ketahui tentang Model Standar fisika dan membantu menjelaskan mengapa partikel ada. Ini juga bisa membantu menjelaskan materi gelap dan mengidentifikasi lebih banyak partikel yang tidak kita ketahui atau pahami.
Lucunya, Lederman secara teknis tidak menyebutnya sebagai partikel Tuhan. Dia menyebutnya partikel sialan karena dia kecewa dengan betapa sulitnya mendeteksinya. Penerbitnya mengubah nama.
9. Tetraquark
Quark paling mudah dipahami sebagai bagian terkecil dari materi. Sepotong besi terdiri dari atom besi. Atom-atom ini terdiri dari benda-benda seperti elektron dan proton. Namun jika Anda memisahkannya, Anda masih akan mendapatkan quark. Mereka memiliki massa dan putaran, dan tersedia dalam enam jenis, yang secara lucu disebut "rasa". Aroma-aroma ini dikelompokkan menjadi berpasangan yang disebut atas dan bawah, atas dan bawah, menawan dan aneh. Aneh, bukan? Nah, ini jadi lebih aneh.
Pada tahun 2021, para ilmuwan menemukan tetraquark, sebuah hadron eksotik yang terdiri dari dua quark dan dua antiquark. Sebelum penemuannya, hal ini dianggap mustahil. Gagasan bahwa partikel dapat berikatan satu sama lain tidak dianggap sebagai suatu pilihan, namun data dari Large Hadron Collider membuktikan sebaliknya.
Penemuan tetraquark akan memberi para peneliti beberapa alat baru untuk lebih memahami gaya kuat yang mengikat quark untuk membentuk neutron dan proton.
8. Neutrino
Jika Anda pernah menonton fiksi ilmiah dalam beberapa dekade terakhir, Anda pasti pernah mendengar kata "neutrino" disebutkan lebih dari beberapa kali. Ini populer, dan meskipun sebagian besar dari kita belum mengetahui ilmu pengetahuannya, hal ini tetap terdengar menarik.
Dalam kehidupan nyata, neutrino memiliki keberadaan yang jauh lebih kuat daripada yang kita bayangkan. Ini adalah partikel subatom yang lahir dari bencana alam galaksi, seperti bintang yang meledak. Mereka bergerak hampir dengan kecepatan cahaya, dan semoga berhasil menghentikan salah satu dari mereka, karena mereka dapat melewati apa yang tampak seperti timah semudah Anda melewati pintu yang terbuka.
Massa neutrino ternyata sangat kecil. Angka-angka yang digunakan untuk mendeskripsikannya tidak ada artinya jika Anda belum memiliki dasar yang kuat dalam fisika. Namun, ukurannya sekitar 500.000 kali lebih kecil dari elektron. Namun, tidak seperti elektron, mereka juga tidak memiliki muatan listrik. Jadi, tanpa massa dan tanpa muatan, neutrino hampir tidak ada sama sekali. Tapi mereka juga ada dimana-mana. Matahari membombardir Anda dengan sekitar satu miliar sinar matahari setiap detiknya.
Fakta bahwa neutrino mempunyai massa tertentu, meskipun berukuran mikroskopis, dapat menjelaskan keseluruhan massa alam semesta dan mengapa kita memiliki materi dan bukan antimateri di sekitar kita.
7. Muon
Seperti quark, muon adalah salah satu partikel fundamental keberadaan. Mereka mirip dengan elektron, tetapi lebih besar dan beratnya 207 kali lebih berat. Mereka berumur sangat pendek, membusuk menjadi elektron dan neutrino dalam waktu 2,2 mikrodetik setelah terbentuk. Mereka tercipta ketika sinar kosmik bertabrakan dengan partikel di atmosfer kita, dan dalam 2,2 mikrodetik tersebut mereka berhasil membombardir bumi dan menembus sekitar satu mil di bawah permukaan berkat fakta bahwa mereka bergerak hampir dengan kecepatan cahaya.
Penelitian di Large Hadron Collider menunjukkan bahwa muon tidak selalu melakukan apa yang menurut ilmu pengetahuan harus mereka lakukan. Secara sederhana, mereka berayun. Tapi mereka seharusnya tidak melakukannya. Dan fakta bahwa mereka berosilasi menunjukkan bahwa mungkin ada partikel lain di sana yang bahkan tidak terpikirkan oleh siapa pun yang mempengaruhi cara mereka berfungsi.
6. Quark
Kami telah menyebutkan tetraquark, jadi masuk akal untuk memecahnya menjadi quark sederhana. Jika kita memecah proton dan neutron, kita mendapatkan quark dan gluon. Ada enam jenis quark, dan mereka selalu berpasangan. Faktanya, para ilmuwan telah mencoba memisahkan satu quark dari separuh lainnya, dan itu tidak berhasil. Mereka terhubung atau tidak sama sekali.
Cara quark dan gluon berinteraksi adalah sumber massa atom. Pada dasarnya ini berarti bahwa seluruh massa materi, seperti yang kita pahami, berasal dari quark dan gluon. Tidak seperti kebanyakan partikel, yang digambarkan memiliki muatan positif, negatif, atau netral, quark lebih jauh lagi. Mereka juga digambarkan memiliki muatan warna, yang disebut sebagai kromodinamika kuantum. Ini menerapkan warna teoritis merah, biru atau hijau (sebenarnya bukan warna-warna ini) untuk menggambarkan sifat kuantum uniknya.
5. Graviton
Sains mengenali empat kekuatan fundamental yang bekerja di alam semesta. Gaya nuklir lemah dan kuat, elektromagnetisme dan gravitasi. Kita kurang lebih mengatasi tiga hal pertama dalam banyak kasus. Gravitasi, bagaimanapun, adalah sesuatu yang tidak bisa dielakkan.
Kita memahami bagaimana foton berinteraksi dengan elektromagnetisme, bagaimana quark dan gluon berinteraksi dengan gaya nuklir kuat, dan bagaimana boson berinteraksi dengan gaya nuklir lemah. Apa yang kita tidak tahu adalah apa yang mentransmisikan gravitasi. Di sinilah peran graviton, partikel teoretis yang memungkinkan gravitasi menjadi gaya pada benda-benda di dunia nyata. Masalah dengan graviton adalah kita tidak mengetahui keberadaannya. Mereka masih bersifat teoritis. Sains tidak bisa menjelaskan gravitasi.
Anehnya, meskipun kita tidak mengetahui secara pasti keberadaan graviton, kita mengetahui banyak tentangnya. Kita tahu bahwa massanya nol atau mendekati massanya, dan mereka bergerak dengan kecepatan cahaya. Jadi mengapa kita tidak dapat menemukannya?
Gravitasi adalah gaya terlemah dari keempat gaya tersebut, sehingga sulit dilacak. Telah dihitung bahwa detektor gravitasi massa Jupiter yang ditempatkan di dekat objek supermasif seperti bintang neutron masih akan kesulitan mendeteksi apa pun.
4. Takyon
Terima kasih Perjalanan Bintang untuk mempopulerkan tachyon, setidaknya di beberapa kalangan. Partikel teoretis ini mungkin tidak jelas dan tidak diketahui jika fiksi ilmiah tidak mengaitkannya karena sifatnya yang benar-benar aneh. Ingatlah bahwa secara teknis mereka tidak ada, tetapi beberapa fisikawan berpikir mereka ada.
Klaim ketenaran terbesar Tachyon adalah kecepatannya. Mereka melakukan perjalanan lebih cepat dari cahaya. Hal inilah yang menjadi alasan banyak orang percaya bahwa tachyon tidak mungkin ada karena tidak ada yang bergerak lebih cepat dari cahaya. Tapi fisika teoretis siap menyerah pada apa pun jika ada bukti, jadi mengapa tidak?
Jika tachyon bergerak lebih cepat dari cahaya, maka berdasarkan apa yang kita ketahui tentang waktu, tachyon tersebut dapat bergerak mundur dalam waktu. Secara umum kita menerima bahwa tidak ada yang bisa bergerak lebih cepat daripada cahaya karena massanya akan bertambah, begitu pula energi yang dibutuhkan untuk memindahkannya. Pada kecepatan cahaya Anda praktis terjebak. Namun tachyon berakselerasi seiring kehilangan energi, yang berarti mereka dapat mengatasi penghalang ini. Hal ini juga memunculkan paradoks waktu yang kita ketahui dari film. Dan ini adalah alasan bagus mengapa mereka mungkin tidak ada sama sekali.
Tentu saja, jika mereka ada namun bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, tidak mengherankan jika kita belum dapat mendeteksinya, dan faktanya, kita mungkin tidak akan pernah mendeteksinya karena alasan ini.
3. Materi gelap
Anda mungkin pernah mendengar istilah "materi gelap" sebelumnya, tetapi jika Anda tidak yakin apa artinya, selamat datang di klub ini. Sains juga mengalami kesulitan dalam hal ini, namun sains menjawab banyak pertanyaan tentang cara kerja alam semesta, jadi saat ini sains menjadi semacam pengganti untuk menjelaskan banyak fenomena kosmik.
Cara galaksi bergerak berdasarkan pengamatan kita tidak masuk akal. Galaksi bergerak seolah-olah ukurannya jauh lebih besar dari yang terlihat. Pasti ada sumber massa rahasia yang menyatukan galaksi tertentu, dan sumber itu adalah materi gelap.
Materi gelap tidak memantulkan, menyerap, atau memancarkan elektromagnetisme, sesuai dengan namanya. Hal ini pada dasarnya tidak terlihat, sehingga hanya bersifat teoretis. Namun yang dilakukannya adalah ia memancarkan gravitasi, dan itulah yang menyatukan alam semesta. Dan itu banyak. Faktanya, sekitar 80% dari seluruh massa Alam Semesta.
2. Partikel
Spartikel adalah kata bagus yang mengingatkan kita pada Spartacus dan partikel, tetapi hanya separuh dari kata tersebut yang benar. Bagian "s" sebenarnya berarti "supersimetris". Misalnya, partikel adalah partikel supersimetris, dan keberadaannya dapat mengungkap rahasia fisika, seperti kelapa.
Meskipun model standar fisika partikel berguna, seperti yang telah kita lihat, model ini mempunyai banyak celah. Apa itu materi gelap? Bagaimana cara kerja gravitasi? Apa yang membuat muon berosilasi? Ada pertanyaan tentang dari mana massa itu berasal dan sebagainya. Ada cukup banyak pertanyaan yang mungkin mempertanyakan nilai model standar atau kebutuhan untuk mengembangkan model yang sepenuhnya baru. Kecuali, tentu saja, Anda bisa memasukkan korek api ke suatu tempat.
Banyak permasalahan yang kita temui dalam fisika partikel dapat dijelaskan dengan menggunakan teori supersimetri. Berdasarkan hal ini, setiap partikel harus mempunyai pasangan supersimetris. Secara teori, partikel-partikel mitra ini dapat mengisi segala macam kesenjangan dalam pemahaman kita tentang Alam Semesta. Mereka bahkan membangun Large Hadron Collider hanya untuk menemukan benda-benda ini. Dan itu tidak berhasil. Ini tidak berarti teorinya salah, hanya saja fisika itu rumit dan memahami dasar-dasar realitas memerlukan waktu.
1. Foton
Ah, foton yang sederhana. Semua orang tahu foton. Foton membentuk cahaya seperti yang kita pahami, partikel kecil energi elektromagnetik yang memungkinkan cahaya berfungsi baik sebagai partikel maupun gelombang. Tentu saja, foton lebih dari sekadar cahaya dari layar ponsel yang mengenai mata Anda sehingga Anda dapat melihatnya. Itu juga Wi-Fi, yang memberi Anda akses ke Internet, belum lagi gelombang radio, gelombang mikro, sinar-X, sinar gamma, dan banyak lagi.
Segala sesuatu yang kita lihat terjadi karena adanya foton yang memungkinkan kita melihatnya. Ini berarti bahwa ketika kita melihat alam semesta dan melihat sebuah bintang yang meledak satu miliar tahun yang lalu, foton-foton tersebut telah melakukan perjalanan begitu lama untuk sampai ke sini, menjadikannya sebagai pekerja serius di dunia partikel.
Hubungi Komunikasi