Home / Berita / Partikel Quark Top, Sedang diburu Peneliti Fisika

Partikel Quark Top, Sedang diburu Peneliti Fisika

ALAM semesta ini dahulunya berupa kumpulan-kumpulan quark. Lalu jadilah seperti yang kita diami ini dan planet-planet lainnya.

Setelah 15 tahun diburu oleh ratusan ahli-ahli fisika di laboratorium riset, akhirnya harapan untuk menemukan quark yang disebut top, mulai ada kecerahan. Harapan itu disampaikan oleh ahli teori dari Universitas Harvard, Sheldon Glashow yang dimuat di majalah Time, 11 Januari 1993 lalu.

Mempelajari quark, seperti mempelajari sesuatu dalam bayang-bayang. Selama ini kita belum akrab dengan istilah quark tersebut. Demikian pula, quark juga tidak terasa intim dipelajari di SLTA maupun oleh mahasiswa kimia dan fisika di perguruan tinggi. Padahal, yang menyusun proton dan netron dalam atom itu sesungguhnya adalah quark.

Selama ini para ahli fisika telah mengenal 5 jenis quark. Quark keenam yang disebut top, masih dicari-cari. Untuk apa mencari quark itu? Quark dipercaya sebagai partikel paling dasar. Jadi bila atom dibelah, akan dihasilkan proton, netron dan elektron. Tetapi ternyata orang masih bisa membelah lagi proton dan netron itu menjadi quark down dan quark up. Karena itu, quark disebut partikel paling dasar, elementer. Selain quark up dan quark down, dikenal pula quark charm, strange dan bottom. Ketiga quark ini dan quark keenam yaitu quark top terjadi beberapa saat setelah peristiwa dentuman besar. Mereka tidak merupakan bagian penyusun partikel-partikel dalam atom. Keempat quark terakhir itu saat ini dipercaya diproduksi oleh sinar kosmik atau pada alat pemercepat partikel berenergi tinggi.

Menurut hipotesa, alam semesta ini dahulunya tersusun dari quark-quark yang bebas. Itu terjadi pada keadaan suhu dan tekanan yang tinggi. Kemudian alam semesta itu mendingin, quark berikatan membentuk proton dan netron, suatu partikel yang manyusun atom. Berarti partikel yang menyusun semua benda yang ada di bumi ini. Tanah dan isinya, air dan molekul-molekul yang beterbangan di udara.

Keadaan alam semesta awal yang berupa quark itu terjadi pada suhu dan tekanan yang amat besar. Keadaan ini terjadi pada detik-detik pertama setelah dentuman besar (big bang). Teori kelahiran alam semesta yang terkenal, yaitu teori big bang ini menyiratkan bahwa alam semesta lahir setelah terjadinya dentuman besar. Peristiwa ini sangat singkat sekali, terjadi 10-18 milyar tahun lalu.

Untuk mencari quark, berarti harus memiliki alat yang super canggih. Alat itu disebut alat pemercepat partikel. Cara mencari quark ini dengan me nabrakkan sekumpulan inti atom berat-seperti timah hitam – dengan partikel tunggal –seperti proton dan electron— yang sudah dipercepat. Karena mengalami percepatan yang luar biasa tinggi, minimal sama dengan kecepatan cahaya, ia akan memiliki energi yang sangat tinggi. Tumbukan amat dahsyat antara timah hitam dan partikel yang dipercepat itu, diharapkan akan menghancurkan partikel nuklir yang bertabrakan dan terbentuklah quark (AKUTAHU. Juli 1987).

Alat pemercepat partikel, yang di-sebut super conducting super collider, dibuat di AS, dan negara-negara lain-nya. Alat yang ada di AS itu mampu memberi energi partikel sampai 40 TeV (teta elektron volt; Teta = 1012; elektron volt adalah tenaga yang dimi-liki elektron bila ia ditempatkan dalam beda potensial satu volt). Untuk sekilas memahami quark yang sudah dikenal, kita lihat kembali tulisan Dali S. Naga di AKUTAHU edisi 116, Januari lalu.

PEMBAGIAN QUARK
1.Quark up
Quark ini paling kecil. Memiliki muatan listrik +2/3. Quark up ini merupakan penyusun dari proton dan netron pada suatu atom. Proton memiliki 2 quark up, sehingga muatan listrik pada proton ini yang disumbang oleh quark tersebut sebesar + 4/3. Netron memiliki 1 quark up, sehingga muatan listrik pada netron ini sebesar + 2/3.

2. Quark down
Quark down ini ukurannya sedikit lebih besar daripada quark up. Quark down ini satu di antara dua jenis partikel yang menyusun proton dan netron. Partikel lain penyusun proton dan netron adalah quark up.

Quark down memiliki muatan listrik -1/3. Proton memiliki 1 quark down, sehingga muatan listrik pada proton yang ditimbulkan oleh quark ini sebesar -1/3. Netron memiliki 2 quark down, sehingga muatan listrik pada netron sebesar -2/3.

Karena proton dan netron disusun oleh partikel quark up dan quark down, maka muatan listrik proton dan netron disumban oleh kedua jenis partikel itu. Dengan demikian muatan listrik proton adalah + 4/3 – 1/3 = 3/3, sedangkan muatan listrik netron adalah + 2/3 – 2/3 = 0. Kenyataan tersebut sesuai dengan muatan listrik proton yaitu positif satu dan muatan listrik netron adalah netral, tidak bermuatan.

3. Quark strange
Quark strange ini ukurannya lebih besar daripada quark down. Muatan listrik quark ini sebesar – 1/3.

4. Quark Charm
Quark ini ukurannya lebih besar daripada quark strange. Quark. Muatan listrik quark ini sebesar + 2/3.

5. Quark bottom
Quark ini ukurannya lebih besar daripada quark charm. Memiliki muatan listrik – 1/3.

6. Quark top
Perkiraan adanya quark ini masih dicari peneliti. Mereka memperkirakan bahwa quark ini memang ada pada waktu terjadinya ledakan besar (big bang) ketika terjadi berbagai planet di tata surya ini.

Ahli teori dari laboratorium riset Fermilab, yaitu Alvin Tollestrup berpendapat bahwa ada kemungkinan quark top ini seukuran atom tunggal perak (atom perak, nomor atom 108, tersusun dari ratusan quark up dan down). Berapa ukuran quark ini sebenarnya, masih belum ada yang bisa menjawabnya.
Menurut perkiraan ahli teori dari universitas Michigan, Gordon Kane, quark top dilepaskan dari radiasi purba, sekitar ribuan milyar detik setelah terjadinya dentuman besar.

Sebenarnya para ahli sudah menduga bahwa quark top itu dihasilkan secara rutin oleh penumbuk partikel berenerQi besar di Laboratorium National Fermi Accelerator, dekat Chicago. Tetapi terkadang quark top itu lenyap ketika akan dideteksi.

Seandainya saja suatu saat quark top itu berhasil dideteksi dan bisa diamati secara berulang oleh ahli lain, tentu penemunya menjadi kandidat pe-menang hadiah Nobel. Kita tunggu saja. –mgs

Sumber: Majalah AKU TAHU/ PEBRUARI 1993

Share
%d blogger menyukai ini: