PARTIKEL ELEMENTER

06.12 |



PARTIKEL ELEMENTER


               Pernahkah kita berfikir, jika suatu materi (misalnya selembar kertas) kita bagi menjadi dua, kemudian hasil pembagiannya kita bagi kembali menjadi dua, dan seterusnya. Andaikan kita memiliki kemampuan untuk terus membagi materi (selembar kertas) tersebut, maka kita akan sampai pada suatu keadaan dimana materi tersebut tidak dapat dibagi lagi. Pada saat itu dapat dikatakan, kita telah mendapatkan satu bagian dari materi tersebut yang bersifat elementer. Bagian tersebut dikenal dengan istilah partikel elementer.
           Partikel elementer merupakan partikel yang substrukturnya (bagian-bagian) tidak diketahui, bisa jadi partikel itu tunggal, bisa jadi gabungan dari partikel-partikel lain (partikel kompostit). Cara mengetahui partikel elementer dari alam dan menabrakkan partikel-partikel.
                 Ada dua keluarga partikel elementer tersebut, yaitu keluarga fermions dan keluarga bosons. Fermion merupakan partikel-partikel yang memiliki spin integer -1/2, menunjukkan perilaku yang sesuai dengan statistic Fermi-dirac. Keluarga fermion memiliki partikel materi yaitu quark dan lepton, yang masing-masing memiliki 6 anggota. Sebagian besar materi di bumi tersusun atas dua jenis quark, yaitu updan down, serta satu jenis lepton, yaitu elektron. Quark up dan quark down akan menyusun proton dan neutron di dalam inti atom, dan  elektron akan mengorbit di sekitar inti atom. Partikel-partikel elementer yang lain biasanya ditemukan di lingkungan yang berenergi tinggi, tidak di kehidupan kita sehari-hari.
                   Menurut para ilmuwan, semua materi di alam semesta ini tersusun atas 12 partikel elementer yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Partikel-partikel tersebut dianggap tidak mempunyai struktur lagi, sehingga dianggap berbentuk seperti titik.
         Anggota lepton dibedakan menjadi 3 jenis (3 generasi) yang masing-masing beranggotakan dua partikel. Partikel lepton juga mempunyai muatan listrik yang negatif (untuk elektron, muon dan tau) atau netral (untuk setiap neutrino). Massa partikel dalam hal ini dinyatakan dalam satuan energi. Massa dalam dunia subatom dapat dikonversi menjadi energy, artinya jika kita mengalikan massa partikel dengan bilangan konstan , kita akan mendapatkan energi yang dikandung oleh massa partikel tersebut.
         Partikel-partikel yang tergolong dalam lepton selalu berdiri sendiri atau tidak berpasangan dengan partikel lain. Yang terdiri dari electron, electron neutrino, muon, muon neutrino, tau, tau neutron. Partikel-partikel quark terdiri dari 6 anggota “rasa”, yaitu up, down, strange, charm, bottom dan top.            Setiap partikel selalu  mempunyai antipartikel. Jika partikel bertemu dengan antipartikel, akan terjadi anihilasi. Artinya kedua partikel tadi akan hilang dan berubah menjadi energi. Antipartikel dari elektron disebut dengan positron. Massa positron sama dengan massa elektron, akan tetapi muatan listriknya berlawanan, yaitu positif. Demikian pula untuk neutrino elektron dijumpai pula antipartikelnya yaitu antineutrino electron.
Tampak bahwa quark memiliki muatan listrik yang bernilai pecahan, yaitu 1/3 atau 2/3. Quark rasa down, strange dan top mempunyai muatan sebesar -1/3, dan quark rasa up, charm dan top mempunyai muatan sebesar 2/3. Masing-masing quark mempunyai pasangan antipartikel, yaitu antiquark, yang muatan listriknya berlawanan tandanya dengan quark bersangkutan.
                  Selain muatan listrik, quark juga mempunyai sifat intrinsik lain, yang disebut dengan muatan “warna”. Muatan warna ini ada tiga, yaitu merah, biru dan hijau. Setiap quark memiliki satu warna.Berbeda dengan partikel keluarga lepton, partikel quark akan selalu berpasangan dan membentuk partikel komposit. Ada dua jenis partikel komposit ini yaitu yang tergolong ke dalam baryon dan tersusun atas tiga buah quark, dan yang tergolong ke dalam meson dan tersusun atas dua buah quark (pasangan quark dan antiquark). Partikel komposit sebenarnya yang telah diketahui sampai dengan saat ini jumlahnya banyak.
               Sebagai contoh,  proton yang merupakan baryon  merupakan gabungan dari tiga buah quark yaitu up-up-down, neutron yang juga baryon merupakan gabungan dari quark down-down-up.  Sementara itu untuk partikel pion positif yang termasuk dalam meson, merupakan gabungan dari quark up dan antiquark down.
                Quark up mempunyai muatan 2/3 dan quark down bermuatan -1/3. Oleh karena itu muatan listrik proton menjadi 2/3 + 2/3 + (-1/3) = 1.  Sedangkan neutron terdiri dari quark down-down-up, jadi muatan listrik neutron menjadi (-1/3) + (-1/3) + 2/3 = 0 atau netral.
Massa quark up adalah antara 1,5 sampai 4,5 MeV. Misal diambil nilai atasnya yaitu 4,5 MeV. Lalu massa quark down adalah 8,5 MeV (diambil nilai atasnya juga). Jadi massa tiga quark up-up-down = 4,5 + 4,5 + 8,5 = 17,5 MeV.
               Keluarga partikel elementer yang kedua yaitu keluarga Bosons. Boson merupakan partikel-partikel yang memiliki spin integer -1, menunjukkan perilaku yang sesuai dengan statistic-einstain.
           Selain materi, di alam ini juga ada gaya atau force, yaitu suatu pengaruh yang menyebabkan suatu obyek atau benda akan mengalami perubahan, entah itu perubahan bentuk, arah, kecepatan, dan sebagainya. Ada banyak gaya yang ada di alam ini, akan tetapi kesemuanya itu berasal dari gaya-gaya fundamental. Ada empat gaya fundamental, yaitu gaya gravitasi, gaya lemah, gaya elektromagnet dan gaya kuat. Dari sisi kekuatan dan jangkauan gaya tersebut, gaya gravitasi merupakan  gaya yang paling lemah akan tetapi jangkauannya panjang sekali. Sebaliknya gaya kuat merupakan gaya yang paling besar akan tetapi jangkauannya paling pendek.
               Dari sudut pandang partikel, gaya merupakan cara partikel-partikel elementer untuk berinteraksi dengan sesamanya. Ketika berinteraksi, partikel elementer tersebut saling menukarkan partikel sehingga dihasilkan gaya. Artinya ketika partikel elementer berinteraksi dengan menukarkan partikel yang membawa gaya elektromagnet, maka akan muncul gaya elektromagnet. Demikian pula jika partikel menukarkan partikel yang membawa gaya kuat, maka akan muncul gaya kuat. Tampak bahwa gaya gravitasi akan dibawa oleh partikel yang disebut graviton. Akan tetapi sampai saat ini partikel tersebut belum dapat diamati secara pasti. Kemudian juga ada tiga partikel yang membawa gaya lemah, yaitu partikel W plus, W minus dan Z. Kemudian partikel yang sering kita jumpai adalah foton, dan ternyata foton ini merupakan partikel pembawa gaya elektromagnet. Yang terakhir, partikel pembawa gaya kuat adalah gluon. Ada 8 jenis gluon dan masing-masing gluon membawa muatan “warna”, meskipun muatan listriknya netral.

Sumber:

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS
Diposting oleh Unknown

0 komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)