LEPTON – QUARK


Apakah partikel terkecil di alam semesta?
Sampai sekarang semua guru yang saya kenal menyebutkan kalau partikel terkecil adalah Proton, Elektron dan Neutron, yang masing-masing mewakili muatan positif, negatif dan netral. Tapi ternyata sejak awal tahun 1900-an kata “Quantum” sudah digunakan untuk menyebut partikel terkecil yang merupakan satuan yang lebih kecil dari Proton dan Neutron yang menyusun mereka, Quantum merupakan satuan yang mewakili partikel penyusun atom sampai partikel pembawa gaya.

 (sumber gambar)
Quark dan Lepton adalah partikel dasar penyusun materi yang memiliki “rasa” masing-masing, yang dibagi menjadi 3 generasi, masing-masing generasi disusun dalam satu kolom, dan  barisnya disusun berdasarkan kemiripan muatannya. Sedangakn pada kolom keempat adalah Gauge Boson yang merupakan partikel pembawa gaya, atau partikel virtual yang mengarahkan gaya atau interaksi antar partikel.

Di semesta kita, terutama daerah sekitar galaxy tempat kita tinggal, partikel penyusunnya hampir semuanya terdiri dari Materi Generasi Pertama (kolom pertama dari kiri).

Untuk Proton, terdiri dari 3 Quark, yaitu dua buah Quark Naik (Up Quark) dan satu buah Quark Turun (Down Quark), seperti yang kita lihat pada tabel, Naik memiliki muatan 2/3 e (e = elementary charge/muatan partikel dasar) dan Turun memiliki muatan -1/3 e, sehingga ketika membentuk proton akan membentuk muatan 1 e. (2/3 e + 2/3 e + (-1/3 e) = 1 e)

Lalu Neutron, sama-sama terdiri dari 3 Quark, yaitu sebuah Quark Naik dan dua buah Quark turun, dan menghasilkan muatan 0, atau netral.

Berbeda dengan Proton dan Neutron, Elektron sudah merupakan partikel dasar yang tidak terdiri dari partikel lagi. Elektron sudah memiliki muatan -1 e, sehingga dapat berpasangan dengan  Proton untuk membuat muatan netral.

Sedangkan Elektron Neutrino, mungkin yang tidak pernah disebut oleh guru fisika & kimia, adalah pasangan dari Elektron tetapi memiliki muatan netral, yang menurut saya merupakan partikel yang cukup istimewa, ia tidak berinteraksi dengan Quark, Gluon, Photon dan Higgs (penjelasan Boson di bawah), sehingga tidak mampu kita lihat dan kita rasakan, padahal pada setiap reaksi nuklir peluruhan Beta (selalu terjadi di Bintang termasuk matahari, juga sebagian kecil di bumi) selalu memuntahkan Elektron Neutrino, dan setiap detik tubuh kita ditembus hingga ribuan elektron neutrino setiap detiknya, tetapi kita sama sekali tidak bisa merasakannya.

Setiap Quark dan Lepton memiliki anti-partikelnya masing-masing. Dimana bentuk dan massanya sama tetapi memiliki muatan yang terbalik, misalnya Anti-Elektron atau yang biasa disebut Positron, adalah Elektron yang memiliki muatan 1 e, dan misalnya Anti-Proton yang terdiri dari dua Anti-Naik dan sebuah Anti-Turun yang menghasilkan muatan -1 e. Dan anti parrikel memang ada di semesta walau jumlahnya sangat sedikit.

Beralih dari partikel penyusun materi, kini ke partikel pembawa gaya, yaitu Boson. Aneh memang jika dipikirkan, bagaimana mungkin gaya merupakan suatu partikel juga? Tetapi pada mekanika quantum memang begitulah adanya.

Pertama yang saya bahas adalah Photon, yaitu partikel pembawa gaya elektromagnetis antara partikel yang bermuatan. Photon juga disebut sebagai partikel cahaya karena pada frekuensi tertentu Photon di deteksi oleh mata sebagai cahaya yang digunakan untuk melihat.

Lalu Boson W+, W− & Z, yang merupakan partikel yang membawa gaya interaksi lemah antar partikel berbeda.
Dimana W (Weak interaction) memberikan interaksi antar partikel yang berbeda rasa, boson W juga memberikan efek perubahan rasa (muatan dan karakter) dari partikel karena memiliki muatan, yaitu misalnya Quark Naik (yang bermuatan 2/3 e) yang luruh menjadi Quark Turun (yang bermuatan -1/3 e) yang dibarengi dengan adanya W (yang bermuatan -1 e). Yang kemudian Boson W tersebut luruh menjadi Elektron dan Elektron-Antineutrino. Ini yang menyebabkan peluruhan nuklir beta, yang membuat Proton (Naik-Naik-Turun) menjadi Neutron (Naik-Turun-Turun) dan menghasilkan ekstra elektron dan elektron-antineutrino. Reaksi ini terjadi di Matahari ketika empat buah inti Hidrogen yang terdiri dari sebuah proton bersatu menjadi inti Helium yang terdiri dua buah proton dan dua neutron.

Sedangkan boson Z (Zero charge weak interaction)  adalah boson yang tidak memiliki muatan seperti boson W dan tidak mempengaruhi perubahan rasa, hanya mempengaruhi momentumnya saja.

Lalu untuk Gluon, adalah partikel pembawa interaksi kuat antar quark, Gluon juga yang mempengaruhi Quark pada Proton, Neutron bisa terikat hingga membentuk suatu inti atom.

Sedangkan Boson Higgs, adalah boson yang tidak termasuk dalam kategori Gauge Boson. Boson ini menjawab mengapa partikel bisa memiliki massa, sedangkan interaksi lemah dan interaksi kuat yang disebabkan oleh boson W dan Z jaraknya sangatlah pendek dan Gluon hanyalah bekerja pada inti atom (quark). Higgs keberadaannya ada dimana-mana, termasuk di ruang hampa, disana hanya ada higgs. Tetapi Higgs sangat tidak stabil, dan akan langsung luruh menjadi partikel lain (faktanya, bisa luruh menjadi partikel apapun dari Boson, Lepton dan Quark).

Begitulah, sedikit penjelasan tentang partikel yang saya ketahui, jadi partikel penyusun semesta bukan hanya Proton-Neutron-Elektron saja. Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s