Bukti keberadaan partikel Higgs diperoleh dari pemukul atom terbesar di dunia, Large Hadron Collider, di Swiss. Para peneliti CERN pada Desember tahun lalu mengklaim pernah melihat sebuah partikel dengan berat sekitar 125 kali massa proton, dan sejak itu meyakininya sebagai partikel Higgs.
"Sebagai orang awam saya akan mengatakan, ''Kami memilikinya''," kata Direktur Jenderal CERN Rolf Heuer dalam konferensi pers. "Tapi sebagai ilmuwan saya harus mengatakan, ''Apa yang kami miliki? Kami telah menemukan boson dan sekarang harus mengetahui apa jenis boson itu''."
Heuer mendapat gempuran pertanyaan dari wartawan dalam konferensi pers selama hampir satu jam. Berbagai pertanyaan mendasar terlontar dari mulut para juru warta yang datang dari beberapa negara, seperti, "Apakah itu benar-benar Higgs boson?", "Berapa persen anda yakin itu Higgs boson?", "Apa pengaruh penemuan Higgs boson bagi kehidupan manusia?"
Untuk pertanyaan terakhir, misalnya, Heuer menjawab singkat. "Jika partikel ini tidak ada, maka anda tidak akan ada di ruangan ini," kata dia. Jawaban Heuer langsung disambut gelak tawa dari para wartawan (tempo.co).
Ilmuwan CERN resmi menyatakan keberadaan Higgs boson alias partikel Tuhan, dalam sebuah konperensi pers di Jenewa, Rabu 4 Juli 2012. Partikel baru dengan massa sekitar 125-126 gigaelectronvolts (GeV) ini ditemukan lewat eksperimen ATLAS dan CMS menggunakan akselerator partikel terbesar sejagad, Large Hadron Collider, di Jenewa, Swiss.
Tapi apa sebenarnya Higgs boson?
Penemuan partikel subatomik ini diyakini berdampak luas pada perkembangan ilmu pengetahuan modern dan pemahaman umum tentang alam semesta. Para fisikawan mendefinisikan setidaknya lima implikasi terbesar dari penemuan partikel Tuhan:
1. Asal Usul Massa
Higgs boson telah lama dianggap kunci untuk memecahkan misteri asal-usul massa. Higgs boson berkaitan dengan medan Higgs dan mekanisme Higgs. Teorinya, setiap partikel yang melewati medan Higgs akan memperoleh massa, seperti perenang yang bergerak melalui kolam renang akan basah.
"Jika tidak ada mekanisme seperti itu, maka semuanya akan menjadi tak bermassa," kata Joao Guimarães da Costa, seorang ahli fisika di Harvard University. Penemuan Higgs boson semakin menegaskan bahwa mekanisme Higgs bagi partikel untuk memperoleh massa sudah benar.
2. Model Standar
Model Standar adalah teori fisika partikel yang menjelaskan konstituen terkecil alam semesta, yakni partikel. Dengan ditemukannya Higgs boson, semua partikel yang diprediksi oleh Model Standar telah lengkap.
"Higgs boson adalah bagian yang hilang dalam Model Standar. Penemuannya akan menjadi konfirmasi bahwa teori-teori yang kita miliki sekarang benar," kata Jonas Strandberg, seorang peneliti di CERN yang bekerja pada eksperimen ATLAS.
Kendati Higgs boson melengkapi Model Standar, namun Model Standar itu sendiri sebenarnya dianggap tidak lengkap. Teori itu tidak mencakup gravitasi dan materi gelap (dark matter) yang diperkirakan membentuk 98 persen dari semua materi di alam semesta.
"Model Standar menggambarkan apa yang telah kita ukur, tapi tidak ada gravitasi dan materi gelap di dalamnya," kata fisikawan CERN William Murray. "Jadi kami berharap bisa memasukkan lebih banyak."
3. Gaya Dasar Alam Semesta
Penemuan Higgs boson bakal membantu menjelaskan tentang penyatuan dua gaya dasar di alam semesta. Dua gaya itu adalah gaya elektromagnetik yang mengatur interaksi antara partikel bermuatan, serta gaya lemah yang bertanggung jawab untuk peluruhan radioaktif.
Setiap gaya di alam semesta berhubungan dengan partikel. Partikel yang terikat dengan elektromagnetisme adalah foton, dengan ukuran kecil dan tak bermassa. Sementara gaya lemah dikaitkan dengan partikel yang disebut boson W dan Z yang massanya sangat besar. Mekanisme Higgs dianggap bertanggung jawab atas penyatuan keduanya.
"Jika anda menaruh boson W dan Z pada medan Higgs, keduanya akan bercampur dan memperoleh massa," kata Strandberg. "Hal ini menjelaskan mengapa boson W dan Z memiliki massa, sekaligus menyatukan gaya elektromagnetik dan gaya lemah."
4. Supersimetri
Teori lain yang terpengaruh oleh penemuan Higgs disebut supersimetri. Idenya adalah setiap partikel yang dikenal memiliki partikel "superpartner" dengan karakteristik yang sedikit berbeda.
Terori supersimetri menjadi menarik karena dapat membantu menyatukan beberapa gaya di alam semesta, bahkan menawarkan calon partikel yang membentuk materi gelap. Besarnya massa Higgs boson bakal menentukan kebenaran teori ini.
"Jika Higgs boson ditemukan pada massa yang rendah, teori supersimetri masih layak. Kami masih harus membuktikan bahwa supersimetri memang ada," kata Strandberg.
5. Validasi LHC
Large Hadron Collider (LHC) adalah akselerator partikel terbesar sejagad. Mesin seharga US$ 10 miliar ini dibangun untuk menyelidiki adanya energi yang lebih besar ketimbang yang pernah dicapai di Bumi. Menemukan Higgs boson disebut-sebut sebagai salah satu tujuan pembuatan LHC.
"Pembuatan mesin untuk menguak rahasia alam semesta butuh biaya besar dan waktu yang lama. Penemuan Higgs boson tentu langkah yang sangat besar dan menjadi pembenaran untuk LHC," kata Guimaraes da Costa.
Yang tak kalah penting, penemuan Higgs boson tentu memiliki implikasi besar bagi ilmuwan Peter Higgs dan rekan-rekannya yang pertama kali mencetuskan teori mekanisme Higgs tahun 1964. "Ada beberapa orang yang akan mendapatkan hadiah Nobel," kata Vivek Sharma, seorang fisikawan di University of California, San Diego.
CERN | LIVESCIENCE
 |
| klik! |
"Sebagai orang awam saya akan mengatakan, ''Kami memilikinya''," kata Direktur Jenderal CERN Rolf Heuer dalam konferensi pers. "Tapi sebagai ilmuwan saya harus mengatakan, ''Apa yang kami miliki? Kami telah menemukan boson dan sekarang harus mengetahui apa jenis boson itu''."
 |
| klik! |
Untuk pertanyaan terakhir, misalnya, Heuer menjawab singkat. "Jika partikel ini tidak ada, maka anda tidak akan ada di ruangan ini," kata dia. Jawaban Heuer langsung disambut gelak tawa dari para wartawan (tempo.co).
 |
 |
| klik! |
Higgs boson adalah partikel hipotesis yang mengisi massa menjadi materi. Partikel ini dianggap sangat penting, sebab dianggap bisa melengkapi bahkan menyempurnakan teori dentuman besar (big bang) dalam proses terbentuknya alam semesta.
Berdasarkan teori itu, setelah terjadi dentuman besar, maka semesta yang sangat panas terisi oleh hamparan partikel. Higgs boson disebut berperan untuk mengisi atau memberi massa untuk sejumlah partikel dasar, hingga terbentuk menjadi materi.
Berdasarkan teori yang dicetuskan ilmuwan Inggris Peter Higgs, terdapat medan (kemudian dinamakan medan Higgs) yang berinteraksi dengan partikel-partikel kecil, dan terus beraktivitas hingga membentuk atom atau bagian terkecil dari suatu materi.
Atom sendiri terdiri dari partikel subatom proton, elektron, dan neutron. Sejak ditemukannya partikel quarks yang merupakan pembentuk partikel subatom di tahun 1960an, kehadiran suatu partikel yang memberikan massa ke partikel dasar pun semakin merasa dibutuhkan 'keberadaannya'.
Laboratorium Fermilab di Amerika Serikat yang bertahun-tahun mencari Higgs boson menjelaskan, tanpa adanya Higgs boson, maka quarks tidak akan terkombinasi membentuk proton atau neutron. Kemudian, proton dan neutron pun tidak akan terkombinasi dengan elektron untuk membentuk atom. Tanpa atom, maka molekul dan materi pun tidak akan terbentuk.
Analogi selebriti
Penemuan Higgs boson dianggap akan melengkapi model standar dalam fisika partikel. Dalam model standar yang menjelaskan partikel yang menyusun suatu materi, diketahui ada dua golongan partikel elementer, yaitu fermion dan boson.
Fermion terdiri dari quarks dan lepton. Sedangkan boson terdiri dari partikel elementer yang memiliki sejumlah gaya, seperti gaya elektromagnetik (photon), gaya inti kuat (gluon), dan gaya inti lemah (boson W dan Z).
Tapi seperti apa cara Higgs boson mengisi massa dan berinteraksi di medan Higgs?
Professor David Miller dari University College London memberikan analogi sederhana. Di sebuah ruangan terdapat kumpulan kerumunan orang yang sedang asik berbincang. Dalam analogi ini, ruangan itu adalah medan Higgs yang berisi sekumpulan partikel.
Kemudian datang seorang selebriti terkenal. Kehadirannya sontak memiliki pengaruh dalam interaksi di ruangan itu. Selebriti itu kemudian makin dipadati kerumunan. Dalam analogi ini, tiap individu dalam kerumunan itu berlaku seperti Higgs boson, yang memberi massa terhadap suatu partikel/selebriti.Semakin kuat interaksi yang dilakukan, maka massa akan semakin berat mengerumuni selebriti itu. Ini berarti interaksi boson makin kuat, dan ini pula yang kemudian mendorong terbentuknya suatu materi.
Berdasarkan teori itu, setelah terjadi dentuman besar, maka semesta yang sangat panas terisi oleh hamparan partikel. Higgs boson disebut berperan untuk mengisi atau memberi massa untuk sejumlah partikel dasar, hingga terbentuk menjadi materi.
Berdasarkan teori yang dicetuskan ilmuwan Inggris Peter Higgs, terdapat medan (kemudian dinamakan medan Higgs) yang berinteraksi dengan partikel-partikel kecil, dan terus beraktivitas hingga membentuk atom atau bagian terkecil dari suatu materi.
Atom sendiri terdiri dari partikel subatom proton, elektron, dan neutron. Sejak ditemukannya partikel quarks yang merupakan pembentuk partikel subatom di tahun 1960an, kehadiran suatu partikel yang memberikan massa ke partikel dasar pun semakin merasa dibutuhkan 'keberadaannya'.
Laboratorium Fermilab di Amerika Serikat yang bertahun-tahun mencari Higgs boson menjelaskan, tanpa adanya Higgs boson, maka quarks tidak akan terkombinasi membentuk proton atau neutron. Kemudian, proton dan neutron pun tidak akan terkombinasi dengan elektron untuk membentuk atom. Tanpa atom, maka molekul dan materi pun tidak akan terbentuk.
Analogi selebriti
Penemuan Higgs boson dianggap akan melengkapi model standar dalam fisika partikel. Dalam model standar yang menjelaskan partikel yang menyusun suatu materi, diketahui ada dua golongan partikel elementer, yaitu fermion dan boson.
Fermion terdiri dari quarks dan lepton. Sedangkan boson terdiri dari partikel elementer yang memiliki sejumlah gaya, seperti gaya elektromagnetik (photon), gaya inti kuat (gluon), dan gaya inti lemah (boson W dan Z).
Tapi seperti apa cara Higgs boson mengisi massa dan berinteraksi di medan Higgs?
Professor David Miller dari University College London memberikan analogi sederhana. Di sebuah ruangan terdapat kumpulan kerumunan orang yang sedang asik berbincang. Dalam analogi ini, ruangan itu adalah medan Higgs yang berisi sekumpulan partikel.
Kemudian datang seorang selebriti terkenal. Kehadirannya sontak memiliki pengaruh dalam interaksi di ruangan itu. Selebriti itu kemudian makin dipadati kerumunan. Dalam analogi ini, tiap individu dalam kerumunan itu berlaku seperti Higgs boson, yang memberi massa terhadap suatu partikel/selebriti.Semakin kuat interaksi yang dilakukan, maka massa akan semakin berat mengerumuni selebriti itu. Ini berarti interaksi boson makin kuat, dan ini pula yang kemudian mendorong terbentuknya suatu materi.
Penemuan partikel subatomik ini diyakini berdampak luas pada perkembangan ilmu pengetahuan modern dan pemahaman umum tentang alam semesta. Para fisikawan mendefinisikan setidaknya lima implikasi terbesar dari penemuan partikel Tuhan:
1. Asal Usul Massa
Higgs boson telah lama dianggap kunci untuk memecahkan misteri asal-usul massa. Higgs boson berkaitan dengan medan Higgs dan mekanisme Higgs. Teorinya, setiap partikel yang melewati medan Higgs akan memperoleh massa, seperti perenang yang bergerak melalui kolam renang akan basah.
"Jika tidak ada mekanisme seperti itu, maka semuanya akan menjadi tak bermassa," kata Joao Guimarães da Costa, seorang ahli fisika di Harvard University. Penemuan Higgs boson semakin menegaskan bahwa mekanisme Higgs bagi partikel untuk memperoleh massa sudah benar.
2. Model Standar
Model Standar adalah teori fisika partikel yang menjelaskan konstituen terkecil alam semesta, yakni partikel. Dengan ditemukannya Higgs boson, semua partikel yang diprediksi oleh Model Standar telah lengkap.
 |
| klik! |
"Higgs boson adalah bagian yang hilang dalam Model Standar. Penemuannya akan menjadi konfirmasi bahwa teori-teori yang kita miliki sekarang benar," kata Jonas Strandberg, seorang peneliti di CERN yang bekerja pada eksperimen ATLAS.
Kendati Higgs boson melengkapi Model Standar, namun Model Standar itu sendiri sebenarnya dianggap tidak lengkap. Teori itu tidak mencakup gravitasi dan materi gelap (dark matter) yang diperkirakan membentuk 98 persen dari semua materi di alam semesta.
"Model Standar menggambarkan apa yang telah kita ukur, tapi tidak ada gravitasi dan materi gelap di dalamnya," kata fisikawan CERN William Murray. "Jadi kami berharap bisa memasukkan lebih banyak."
3. Gaya Dasar Alam Semesta
Penemuan Higgs boson bakal membantu menjelaskan tentang penyatuan dua gaya dasar di alam semesta. Dua gaya itu adalah gaya elektromagnetik yang mengatur interaksi antara partikel bermuatan, serta gaya lemah yang bertanggung jawab untuk peluruhan radioaktif.
Setiap gaya di alam semesta berhubungan dengan partikel. Partikel yang terikat dengan elektromagnetisme adalah foton, dengan ukuran kecil dan tak bermassa. Sementara gaya lemah dikaitkan dengan partikel yang disebut boson W dan Z yang massanya sangat besar. Mekanisme Higgs dianggap bertanggung jawab atas penyatuan keduanya.
"Jika anda menaruh boson W dan Z pada medan Higgs, keduanya akan bercampur dan memperoleh massa," kata Strandberg. "Hal ini menjelaskan mengapa boson W dan Z memiliki massa, sekaligus menyatukan gaya elektromagnetik dan gaya lemah."
4. Supersimetri
Teori lain yang terpengaruh oleh penemuan Higgs disebut supersimetri. Idenya adalah setiap partikel yang dikenal memiliki partikel "superpartner" dengan karakteristik yang sedikit berbeda.
Terori supersimetri menjadi menarik karena dapat membantu menyatukan beberapa gaya di alam semesta, bahkan menawarkan calon partikel yang membentuk materi gelap. Besarnya massa Higgs boson bakal menentukan kebenaran teori ini.
"Jika Higgs boson ditemukan pada massa yang rendah, teori supersimetri masih layak. Kami masih harus membuktikan bahwa supersimetri memang ada," kata Strandberg.
5. Validasi LHC
Large Hadron Collider (LHC) adalah akselerator partikel terbesar sejagad. Mesin seharga US$ 10 miliar ini dibangun untuk menyelidiki adanya energi yang lebih besar ketimbang yang pernah dicapai di Bumi. Menemukan Higgs boson disebut-sebut sebagai salah satu tujuan pembuatan LHC.
"Pembuatan mesin untuk menguak rahasia alam semesta butuh biaya besar dan waktu yang lama. Penemuan Higgs boson tentu langkah yang sangat besar dan menjadi pembenaran untuk LHC," kata Guimaraes da Costa.
Yang tak kalah penting, penemuan Higgs boson tentu memiliki implikasi besar bagi ilmuwan Peter Higgs dan rekan-rekannya yang pertama kali mencetuskan teori mekanisme Higgs tahun 1964. "Ada beberapa orang yang akan mendapatkan hadiah Nobel," kata Vivek Sharma, seorang fisikawan di University of California, San Diego.
 |
CERN | LIVESCIENCE
Tidak ada komentar:
Posting Komentar