Dua kemungkinan tak mengenakkan dari hasil Large Hadron Collider: pertama,
banyak fitur alam semesta kita, termasuk eksistensi kita, boleh jadi merupakan
konsekuensi aksidental dari kondisi yang terkait dengan kelahiran semesta; yang
kedua, bahwa menciptakan ”benda” dari ”nonbenda” tampaknya bukan masalah sama
sekali... (Lawrence M Krauss, Direktur Origins Project, Arizona State
University, ”Newsweek”, 16 Juli 2012).
Di antara sedikit peneliti ilmu fisika partikel di Tanah Air
adalah Dr LT Handoko dari LIPI yang Senin (9/7/2012) lalu menulis di Harian
Kompas tentang penemuan partikel subatomik oleh lembaga penelitian CERN
(Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire/Pusat Riset Nuklir Eropa).
Semata berangkat dari temuan itu saja, terkesan betapa rumitnya topik fisika
partikel yang membahas zarah kecil yang menyusun materi di alam semesta. Yang
dibahas tak lagi pada dimensi atom, tetapi lebih kecil lagi.
Di masa silam, perihal atom jatuh sebagai wacana filosofis. Filsuf Yunani yang
hidup di abad kelima SM sudah menyinggung bahwa materi disusun dari partikel
komponen berukuran amat kecil. Teori pertama tentang atom dicetuskan filsuf
Yunani lain, Leucippus. Dia menyebut bahwa semua hal terbentuk dari unsur tak
bisa dibelah lagi yang disebut ”atom”, yang dalam bahasa Yunani diterjemahkan
sebagai ’tak bisa dipotong’.
Karena itu, tatkala fisikawan dan kimiawan Inggris, John Dalton, menerbitkan
teori atom dalam bukunya New System of Chemical Philosophy, sebenarnya ide
dasarnya bukan baru. Yang membedakannya dengan apa yang dikemukakan oleh filsuf
Yunani adalah bahwa apa yang dikemukakan Dalton didasarkan pada observasi dan
pengukuran saksama, dan bukan atas debat filosofi (”The Big Idea”, National
Geographic).
Partikel subatomik
Dari riset pendahulu seperti itulah, tahun 1920-an diketahui bahwa inti atom
tersusun dari dua partikel, proton dan elektron. Tahun 1932, fisikawan James
Chadwick menemukan neutron, partikel bermassa sama dengan proton, tetapi tidak
memiliki muatan listrik. Semula dikira itulah semua partikel elementer, yakni
proton, neutron, dan elektron.
Berikutnya, ilmuwan mengetahui bahwa elektron merupakan partikel fundamental,
jadi tidak ada lagi penyusun lain. Akan tetapi, proton dan neutron terbuat dari
partikel lebih kecil, yakni kuark. Ada enam tipe kuark, dan hanya dua yang
terkait dengan proton dan neutron.
Selain itu, juga ada penemuan neutrino dari proses peluruhan. Ada pula penemuan
positron (atau antielektron) oleh Carl Anderson tahun 1932. Partikel eksotik
lain juga ditemukan dalam sinar kosmik, termasuk muon dan pion.
Satu hal yang dipahami adalah semua partikel subatomik di atas tak bersifat
fundamental, dan para ahli fisika yang meneliti ini mencoba mengembangkan model
standar antara tahun 1960 dan 1980. Akhirnya disimpulkan, ada dua kelas
partikel elementer yang menyusun semua materi di alam semesta, yakni lepton
(termasuk elektron, muon, dan neutrino) dan kuark (ada enam tipe dan bergabung
dua, tiga untuk membentuk partikel lebih berat seperti proton, neutron, dan
pion).
Lalu, menurut perilaku statistiknya, semua partikel di atas jatuh ke dalam dua
kategori, fermion dan boson. Fermion (dari nama fisikawan Italia, Enrico Fermi)
adalah kuark dan lepton yang membentuk materi, sedangkan boson (dari nama
fisikawan India, Satyendra Nath Bose) seperti halnya foton dikaitkan dengan
gaya. (Lihat, misalnya, The Story of Science–From Antiquity to the Present, RR
Subramanyam dkk, 2010, untuk rincian.)
Akhir misteri
Keberadaan partikel Higgs—dari nama pencetusnya, fisikawan Inggris, Peter
Higgs—sudah diramalkan pada tahun 1960-an. Ia, seperti dituturkan dalam
infografis Reuters yang menyertai artikel
Dr Handoko, penting untuk menjelaskan mengapa partikel lain memiliki massa,
yang bila dirunut lebih jauh terkait dengan pembentukan alam semesta.
Ramalan menyebutkan adanya medan tak kasatmata—yang lalu disebut medan Higgs—
yang menembus seluruh angkasa, dan bahwa sifat-sifat materi dan gaya yang
mengatur seluruh eksistensi kita berasal dari interaksi mereka dengan medan
Higgs yang gaib tadi. Kalau saja besar, atau sifat medan Higgs beda, sifat alam
semesta pun akan berbeda dengan yang ada sekarang, dan boleh jadi kita juga
tidak ada untuk mengagumi semua itu (tulis Krauss dalam Newsweek, 16/7).
Atas dasar inilah CERN memburu partikel ini dengan memanfaatkan fasilitas
(Large Hadron Collider (LHC) dalam naungan Proyek ATLAS yang dimulai musim semi
2009.
Oleh misterinya, juga oleh kedudukannya yang dipandang sentral dalam penciptaan
alam semesta, partikel Higgs ini lalu—dalam bahasa kolokial—sering disebut
”partikel Tuhan”, dan muncul dalam buku fisikawan Leon Lederman yang terbit tahun 1994.
Penemuan boson Higgs seperti membenarkan revolusi dalam pemahaman manusia
tentang fisika fundamental dan membawa sains lebih dekat dengan zat
supernatural di awal alam semesta, tambah Krauss.
Medan Higgs juga dipandang mendukung anggapan bahwa angkasa yang kosong
sebenarnya mengandung benih-benih eksistensi kita. Dalam teori inflasi semesta
yang dicetuskan oleh Alan Guth, ada medan serupa yang tercipta pada saat paling
awal setelah Dentuman Besar yang menyebabkan semesta mengembang luar biasa
cepat dalam sepertriliunan detik, di mana setelah itu energi yang ada dalam
angkasa yang sepertinya hampa itu diubah menjadi seluruh materi dan radiasi
yang kita saksikan sekarang ini.
Penemuan partikel Higgs di satu sisi menambah wawasan tentang fisika partikel,
tetapi juga lebih jauh tentang kondisi awal alam semesta, dan lebih jauh lagi
tentang penciptaan alam semesta itu sendiri.
Dalam Science Illustrated (7-8/12) dikemukakan ”10 Pertanyaan Sekitar Dentuman
Besar”, di antaranya (nomor 4) ”apa yang menyusun semesta?”. Penemuan partikel
Higgs membantu menjawab pertanyaan itu.
Fisika berutang kepada sosok seperti Richard Feynman, yang 60 tahun lalu
mengembangkan teknik kalkulasi untuk meramalkan luaran eksperimen (Scientific
American, 5/12), atau pada Satyendra Bose yang partikel boson-nya kini populer,
tetapi sosok penemunya jarang disebut (Newsweek, 16/7).
Semua upaya itu selain untuk memahami fisika juga ditujukan untuk meningkatkan
derajat insani, yang senantiasa haus untuk mengetahui segala ihwal yang terkait
dengan eksistensi dirinya. Dalam konteks ini bisa dipertanyakan, sejauh mana
kontribusi ilmuwan Indonesia?
Sumber : KOMPAS
0 komentar:
Posting Komentar