Pages

Selasa, 16 Desember 2014

Rincian Partikel Elementer

   A.    Keluarga Fermion
1.      Quarks         
Quark merupakan partikel teoritis kecil yang membentuk proton dan neutron dalam inti atom. Bersamaan dengan gluon, quark juga membentuk hadrons eksotik seperti meson yang tidak stabil. Quark merupakan partikel fundamental yang memiliki muatan listrik kelipatan pecahan dari muatan listrik elektron yaitu +2/3e dan -1/3e. Sampai saat sekarang kita mengenal 6 jenis kuark yang terdiri dari Tipe up : u (up), c (charm), t (top), Tipe down : d (down), s (strange), b (beauty)
Di antara keenam jenis quark, quark terberat berubah jenis menjadi quark up dan down melalui proses peluruhan partikel, transformasi quark terberat menjadi quark teringan. Karena inilah quark up maupun quark down merupakan jenis quark terstabil di antara keenam jenis quark dan yang paling umum dijumpai di alam. Sedangkan quark Strange, Charms, Bottoms dan Top hanya dapat ditemukan atau dihasilkan di high energy collision (tumbukan berenergi tinggi, seperti Sinar kosmik dan di partikel akselerator/LHC). Hanya quark-lah yang memenuhi keempat interaksi fundamental, dikenal juga sebagai gaya fundamental (elektromagnetik, gravitasi, interaksi kuat partikel, dan interaksi lemah partikel). Dan untuk setiap jenis quark terdapat jenis lawannya yaitu antiquark.
Quark memiliki berbagai massa, yang diukur dalam GeV (giga elektron-volt) diatas kecepatan kuadrat cahaya. Partikel subatom diukur dari segi energi yang mereka hasilkan bukan massa dalam gram. Quark turun sekitar dua kali besar quark naik. Quark aneh adalah sekitar 20 kali lebih besar dari quark turun. Quark pesona sekitar 10 kali lebih besar dari itu, diikuti oleh quark bawah sekitar tiga kali lebih besar dari yang terakhir, dan akhirnya quark atas yang paling besar dari semuanya.
2.      Leptons
Lepton adalah keluarga partikel unsur yang mencakup elektron, muon, tau, dan neutrino. Seperti halnya quark, yang membentuk proton dan neutron dalam inti atom, lepton juga merupakan fermion yang berarti memiliki spin kuantum ½. partikel dasar lainnya dengan spin yang berbeda disebut boson dan memediasi interaksi gaya antara fermion. Fermion yang membentuk lepton dan quark, adalah " daging " dari materi, sementara boson adalah " kerangka ". 
Dibandingkan dengan quark, lepton lebih ringan. Massa sebuah elektron adalah 1/1836 dari satuan massa atom (atomic mass unit “Amu”) yang merupakan perkiraan massa atomhidrogen. Massa non-lepton pada atom hidrogen berasal dari inti atom. Dua varian lepton lainnya - muon dan tau yang secara signifikan lebih berat. Lepton tau beratnya hampir dua kali lipat proton.
Ada tiga jenis lepton, sebagaimana disebutkan sebelumnya yaitu elektron, muon, dan tau. Masing-masing memiliki neutrino terkait denganya yakni neutrino elektron, neutrino muon, dan neutrino tau. Tiap lepton memiliki antipartikel, yang dikenal sebagai antilepton. Neutrino memiliki massa hampir nol dan tidak bermuatan serta bergerak hampir mendekati kecepatan cahaya.

   B.     Keluarga Boson
1.      Foton
Foton adalah partikel elementer dalam fenomena elektromagnetik. Biasanya foton dianggap sebagai pembawaradiasi elektromagnetik, seperti cahaya, gelombang radio, dan Sinar-X. Foton berbeda dengan partikel elementer lain seperti elektron dan quark, karena ia tidak bermassa dan dalam ruang vakum foton selalu bergerak dengan kecepatan cahaya, c. Foton memiliki baik sifat gelombang maupun partikel ("dualisme gelombang-partikel").
Dalam fisika, foton biasanya dilambangkan oleh simbol γ abjad Yunani gamma. Simbol ini kemungkinan berasal dari sinar gamma, yang ditemukan dan dinamakan oleh Villard, dan dibuktikan sebagai salah satu bentuk radiasi elektromagnetik pada 1914 oleh Ernest Rutherford dan Edward Andrade.
Foton tidak bermassa, tidak memiliki muatan listrik, dan tidak meluruh secara spontan di ruang hampa. Sebuah foton memiliki dua keadaan polarisasi yang dimungkinkan, dan dapat dideskripsikan dengn tiga parameter kontinu: komponen-komponen vektor gelombang, yang menentukan panjang gelombangnya ( ) dan arah perambatannya.
Dalam ruang hampa foton bergerak dengan laju   (laju cahaya). Energinya   dan momentum   dihubungkan dalam persamaan  , di mana   merupakan nilai momentum. Sebagai perbandingan, persamaan terkait untuk partikel dengan massa   adalah  , sesuai dengan teori relativitas khusus.
2.      Gluon
Gluon adalah partikel elementer dianggap bertanggungjawab atas efek interaksi nuklir kuat, dengan spin 1, dimana ia bekerja sebagai perekat quark via pertukaran mereka, pertukaran gluon sebagai boson tolok antar kuark. Istilah gluon diperkenalkan di 1962 oleh fifikawan Murray Gell-Mann, berasal dari kata "glue" dalam bahasa Inggris, yang berarti perekat.
Pertukaran gluon antarakuark, analogus dengan pertukaran foton sebagai partikel elementer dalam interaksi elektromagnetik. Tapi berbeda dengan foton, yang tak bermuatan listrik dan tak bermuatan warna, gluon memfungsikan dirinya sebagai kurir muatan warna (color charge). Hal ini membedakan QCD (Quantum ChromoDinamycs) dalam interaksi nuklir kuat dengan QED (Quantum Electrodynamics) dalam interaksi elektromagnetik, dan secara kasar dapat dikatakan bahwa QCD lebih kompleks daripada QED, dimana ada delapan tipe gluon di QCD, sementara hanya ada satu tipe foton di QED.
Satu kerumitan yang memerlukan formulasi matematik fisika dalam QCD adalah bahwa kuark memiliki tiga muatan warna, sebaliknya anti-kuark memiliki tiga muatan anti-warna, dan gluon membawa pasangan warna dan anti-warna.
3.      W+, W-, Z0   
Dalam model Weinberg-Salam-Glashow, ada sebuah partikel hipotetis yang ikut campur, yaitu partikel higgs. Ke-3 partikel higgs yang ada akan 'dimakan' oleh partikel boson vektor intermediate W+, W- dan Z0 dan kemudian akan menjadi partikel hantu. Namun partikel higgs ke-4 akan tetap terbiarkan dan semestinya dapat diamati. karena foton tidak memakan partikel higgs, maka dalam situasi normal (energi rendah), foton tidaklah bermassa diam, mekanisme inilah yang disebut dengan mekanisme higgs. (Sandy Setiawan-Gempita Tarian Kosmos).
4.      Graviton
Graviton adalah partikel boson non-hadron hipotetik dianggap bertanggungjawab atas efek gravitasi. Dalam kuantum gravitasi, graviton adalah kuantum radiasi gravitasional, dengan masa-diam nol, muatan netral, dengan anti-partikel adalah dirinya sendiri, karena gravitasi adalah monopol atau kutub tunggal, dan dengan spin 2. Penetapan spin graviton adalah berdasarkan pada energi stress-tensor, tensor peringkat dua, dibandingkan dengan tensor peringkat 1 pada energi elektromagnetik foton sebagai boson dengan spin 1. Sehingga eksperimen untuk melacak keberadaan graviton fokus pada partikel dengan masa 0 dan spin 2. Tapi hingga kini, kecuali bahwa gelombang gravitasi telah berhasil didteksi, graviton masih misteri.
Dalam fisika energi tinggi, graviton melibatkan energi mendekati atau bahkan melampaui skala kuantum Planck, dimana infinitas muncul karena efek kuantum. Secara teknik, dkatakan bahwa graviton tak bisa di renormalisasi.
Teori string memprediksi eksistensi graviton dan interaksinya dengan cara lebih memuaskan, dimana dalam teori pertubativ dawai, graviton adalah dawai tertutup dalam status vibrasional energi rendah. Pemencaran graviton dapat dikomputasi dari beberapa fungsi korelasi dalam teori medan konformal atau teori matriks.
Jika kelak graviton ditemukan, maka akan sangat banyak membuka rahasia hal terpecahkan selama ini dalam fisika, mencakup tentang keberadaan materi gelap dan energi gelap yang mengisi hampir 90 persen semesta, tentang apakah ada anti-gravitasi, tentang monopol atau kutub tunggal, singularitas lubang hitam, penuntasan Teori Paduan Agung, dan masih banyak lagi, yang juga akan membuka babak revolusi besar dan sangat menakjubkan dalam teknologi rekayasa, mencakup penerbangan antariksa.
5.      Higgs Boson
Boson Higgs adalah partikel dasar masif hipotetis yang diperkirakan ada sesuai Model Standar (MS) fisika partikel. Keberadaannya diyakini sebagai tanda-tanda penyelesaian atas sejumlah inkonsistensi pada Model Standar. Eksperimen untuk menemukan partikel ini sedang dilakukan dengan menggunakan Penumbuk Hadron Raksasa (LHC) di CERN, serta di Tevatron Fermilab sampai Tevatron ditutup pada akhir 2011. Pada 12 Desember 2011, kolaborasi ATLAS di LHC menemukan bahwa massa boson Higgs yang beragam mulai dari 145 sampai 206 GeV ditiadakan dengan tingkat keyakinan 95%. Boson Higgs adalah satu-satunya partikel dasar prediksi Model Standar yang belum diamati dalam eksperimen fisika partikel.  Partikel ini adalah bagian integral dari mekanisme Higgs, bagian dari Model Standar yang menjelaskan bagaimana sebagian besar partikel dasar yang telah diketahui memperoleh massanya. Misalnya, mekanisme Higgs akan menjelaskan mengapa boson W dan Z, yang menjadi perantara interaksi lemah, memiliki massa sementara foton, yang menjadi perantara elektromagnetisme, tidak memiliki massa. Boson Higgs diperkirakan termasuk dalam kelas partikelboson skalar (boson adalah partikel dengan putaran integer, dan boson skalar memiliki putaran 0)
Teori yang tidak membutuhkan boson Higgs juga muncul dan akan dipertimbangkan jika keberadaan boson Higgs ditiadakan. Teori-teori tersebut disebut sebagai model nir-Higgs. Sejumlah teori menyatakan bahwa mekanisme apapun yang mampu menciptakan massa partikel dasar harus tampak dengan energi kurang dari 1,4 TeV; karena itu, LHC diharapkan mampu memberikan bukti eksperimental atas keberadaan atau ketidakberadaan boson Higgs.
Pada tanggal 4 Juli 2012, tim eksperimen CMS dan ATLAS pada Large Hadron Collider secara independen mengumumkan bahwa mereka mengkonfirmasi penemuan boson yang belum diketahui sebelumnya dengan massa antara 125-127 GeV/c2, yang peri lakunya sejauh ini "konsisten" dengan boson Higgs, sambil menambahkan catatan hati-hati bahwa data dan analisis lebih lanjut diperlukan sebelum mendapatkan identifikasi positif boson tersebut sebagai sejenis boson Higgs.


DAFTAR PUSTAKA

http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1274657407 diakses pada tanggal 18 Mei 2014
http://vdoreola.blogspot.com/2011/01/quarks.html diakses pada tanggal 18 Mei 2014
http://vdoreola.blogspot.com/2011/01/lepton.html diakses pada tanggal 18 Mei 2014
http://id.wikipedia.org/wiki/Lepton diakses pada tanggal 18 Mei 2014
http://id.wikipedia.org/wiki/Kuark diakses pada tanggal 21 Mei 2014
http://intinuklir.blogspot.com/2011/08/higgs-mechanism.html diakses pada tanggal 21 Mei 2014

https://www.facebook.com/notes/achmad-firwany/its-me-dia-adalah-daku-2/272937879402542 diakses pada tanggal 21 Mei 2014

0 komentar:

Posting Komentar