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