3 Partikel Pembentuk Jagad Raya

Tuhan menciptakan alam semesta ini tidak seperti orang yang melempar dadu, semuanya telah diperhitungkan secara sangat-sangat tepat dan teliti. Seperti yang telah kita ketahui bahwa ada 3 “aktor” yang berperan dalam pembentukan alam semesta ini, yaitu quark, lepton dan partikel penukar. Ketiga aktor tersebut adalah pemeran utama dalam pembentukan alam semesta ini.

Semua partikel-partikel yang ada tergabung dalam dua keluarga besar yaitu: fermion dan boson. Muon,elektron, tau, neutrino elektron, neutrino muon, neutrino tau adalah anggota "keluarga lepton". Quark up, quark down, quark charm, quark strange, quark top, quark bottom, sebagai anggota "keluarga quark". Gabungan keluarga lepton dan keluarga quark membentuk "keluarga fermion". Sedangkan, foton, gluon, graviton, W plus, W minus, Z nol adalah anggota "keluarga boson".

Quark

Seorang fisikawan Amerika, Dr. Murray Gell-Mann menjelaskan bahwa quark adalah partikel elementer, yang artinya partikel yang sampai saat ini belum ada lagi partikel penyusunnya dan quark bukanlah partikel bebas yang dapat berdiri sendiri. Kumpulan dari beberapa quark dapat membentuk satu partikel lain, misalnya partikel berjenis mesonyang terdiri dari dua buah quark, partikel berjenis baryon yang terdiri dari tiga jenis quark dan baru-baru ini ditemukan adalah pentaquark yang terdiri dari lima buah quark. Partikel-partikel seperti proton dan neutron termasuk ke dalam jenis baryon, sedangkan elektron bukan tersusun atas quark melainkan sudah merupakan sebuah partikel elementer yang termasuk dalam jenis lepton. Seperti partikel lain, quark memiliki antiquark. Yang nanti gabungan antiquark tertentu akan membentuk antipartikel. Kumpulan antipartikel inilah yang kita kenal sebagai teori dunia parallel. Film “The One” adalah salah satu gambaran dari dunia parallel. Tubuh kita berasal dari susunan atom yang atom tersebut tersusun dari berjuta-juta partikel, menurut teori partikel antipartikel maka ada kita yang satunya lagi di dunia lain “anti kita” karena kita tersusun dari atom-atom. Partikel dan antipartikelnya tidak akan pernah bisa bertemu, karena jika bertemu keduanya akan saling menghabisi dan sebagai gantinya adalah dua foton atau sinar gamma.

Lepton

Lepton adalah keluarga partikel unsur yang mencakup elektron, muon, tau, dan neutrino. Seperti halnya quark, yang membentukproton dan neutron dalam inti atom,lepton adalah 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 atom hidrogen. 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: elektron, muon, dan tau. Masing-masing memiliki neutrino terkait denganya yakni neutrino elektron, neutrino muon, dan neutrino, tau. Neutrino memiliki massa hampir nol, maka terkadang neutrino ini disebut sebagai partikel hantu dan tidak bermuatan serta bergerak hampir mendekati kecepatan cahaya.

Elektron dan lepton mulia lainnya memiliki muatan negatif, lebih stabil daripada neutrino, dan dapat mengorbit inti atom. Elektron adalah yang paling stabil dari ketiganya dan dapat ditemukan di seluruh materi. Muon dan tau terbentuk selama percobaan akselerator partikel atau melalui dampak sinar kosmik. Keenam partikel ini memiliki antiparticle terkait tanpa muata yang saling berlawanan, sehingga jumlah total lepton sampai 12. Antipartikel ini  disebut antielectrons, antimuons, dan antitaus.  Ketika sistem yang mengandung lepton berinteraksi satu sama lain, jumlah lepton cenderung tetap. Keadaan yang langka di mana jumlahnya tidak tetap disebut anomali kiral. Kadang-kadang lepton mengubah jenisnya, tapi ini biasanya membutuhkan energi tinggi dan lepton yang berat sangat tidak stabil.

Selain kedua aktor di atas maka aktor lainnya yang berperan dalam pembentukan alam semesta ini adalah partikel penukar. Menurut teori, tidaklah bisa quark dapat berdiri sendiri. satu quark harus bersama-sama dengan quark jenis lain untuk membentuk satu partikel. Ketakberdayaan quark untuk hidup sendirian di luar proton telah menghasilkan problem tersulit dalam fisika partikel saat itu. Eksperimen memperlihatkan, jika dua buah quark di dalam proton dicoba untuk dijauhkan, gaya ikat kedua quark tersebut akan semakin besar. Kalaupun hal ini dipaksakan dengan cara menambah energi kinetik pada kedua quark tersebut, hukum kekekalan energi akhirnya turun tangan, dua partikel baru yang juga disusun oleh quark akan terbentuk. Lalu apa yang dapat mengikat quark-quark tersebut sehingga tercipta sebuah keteraturan?. Nah, aktor lainnya adalah partikel penukar. Partikel penukar ini ada 4 macam jenis atau interaksi yang mengatur berbagai interaksi antara lepton dan quark. Keempat macam interaksi itu adalah:

 ----    Interaksi gravitasi yang bekerja pada seluruh partikel yang mempunyai massa, mengatur tarik-menarik benda-benda, mulai dari meneguhkan kita pada permukaan bumi sampai kepada pembentukan tatasurya dan galaksi.  di bawa oleh graviton.

---------   Interaksi elektromagnetik yang bekerja pada seluruh partikel yang bermuatan listrik, mengatur seluruh reaksi kimia, mulai dari terbentuknya atom sampai kepada proses berpikir dalam otak manusia, dibawa oleh foton .

---------   Interaksi kuat yang mengikat partikel-partikel penyusun inti atom, agar atom-atom penyusun alam ini stabil, yang dibawa oleh gluon.

-----    Interaksi lemah yang mengatur perubahan suatu atom menjadi atom lain, agar terbentuk unsur-unsur yang beraneka jenisnya, mengatur perubahan hidrogen menjadi helium pada matahari dan bintang-bintang sehingga tetap memancarkan cahaya, dibawa oleh boson madya.

Ketiga aktor tersebut kemudian di perintahkan oleh Tuhan untuk membentuk alam semesta ini melalui proses dentuman yang amat besar yang disebut ”Big Bang” yang melibatkan energi yang sangat besar. Implikasi dari Big Bang yaitu penciptaan alam semesta ini. Big Bang adalah sebuah ledakan hebat yang berasal dari suatu kumpulan energi yang berkumpul pada masa tunggak (bola api yang sangat besar) kira-kira 10¹⁰¹⁰K maka kumpulan materi tadi meledak. tahun yang lalu, menurut Gamow. Pada kerapatan yang sangat besar dan memilki suhu 10˚K.

Seperti setelah dibahas diatas bahwa alam semesta ini terbentuk dari sekumpulan energi yang bertransformasi menjadi partikel-partikel elementer yang kita sebut lepton dan quark. Yang keduanya memiliki muatan partikel yang berlawanan yaitu antiquark dan antilepton. Kemudian mereka berinteraksi mebentuk inti atom yang terdiri dari gabungan beberapa quark, misalnya partikel berjenis meson yang terdiri dari dua buah quark, partikel berjenis baryon yang terdiri dari tiga jenis quark dan baru-baru ini ditemukan adalah pentaquark yang terdiri dari lima buah quark. 

Inti atom dan elektron-elektron (salah satu jenis lepton) membentuk atom yang menjadi partikel dasar seluruh materi jagat raya. Dalam pembentukan atom, elektron-elektron yang bermassa ringan berhamburan menempati lintasan-lintasan tertentu, sedangkan inti atom sebagai kumpulan massa terbesar menempati posisi di tengah-tengah. Elektron-elektron yang bermuatan negatif senantiasa mengelilingi inti atom yang bermuatan positif. Jika dibayangkan maka hal ini sama seperti orang yang sedang melakukan thawaf. Melalui scenario Tuhan inilah maka pada galaksi yang kita diami inipun sama seperti thawaf, matahari sebagai pusatnya dan planet-planet mengelilinginya. Hal ini mengibaratkan bahwa semua yang  Tuhan  ciptakan di dunia ini senantiasa tunduk dan patuh akan perintah  Tuhan .

           sumber

Posted in: IPA