Materi Gelap dan Energi Gelap

Belum lagi orang bisa memecahkan misteri tentang materi gelap (dark matter) alam semesta, sekarang ditemukan fenomena yang lebih muskil lagi, yaitu dark energy (energi gelap).

Apa itu dark matter? Apa itu dark energy? Harap tidak keliru diartikan sebagai kuasa kegelapan tempat berkuasanya drakula, hantu, dan lain-lain. Dark energy yang dibahas di sini adalah masalah ilmu pengetahuan alam.

Dark Matter atau materi gelap adalah sebuah nama untuk materi di alam ini yang tidak pernah bisa diketahui struktur intenalnya. "Dark" atau gelap digunakan oleh ilmuwan untuk me-label-kan obyek yang tidak terjelaskan.

Dark Matter adalah nyata. Pengaruh gravitasi dan energy-nya atau disebut Dark Energy dapat di detekasi dan dirasakan. Bahkan dark matter mengisi 23% massa materi di alam semesta ini, dan Dark Enegy menguasai 73% dari energi yang ada di alam semesta ini. Namun dark matter tidak memancarkan cahaya, dari namanya juda Dark dan kita tidak pernah tahu terbentuk dari partikel apakah dark matter itu.

Para astronom bisa mengamati benda-benda langit, seperti bintang dan galaksi, karena benda-benda itu memancarkan cahaya. Benda-benda langit yang menghasilkan cahaya itu dikategorikan sebagai materi terang. 

Ada benda-benda langit lain yang tidak memancarkan cahaya, seperti lubang hitam (black hole), bintang katai gelap, dan awan gas antarbintang.

Benda-benda gelap itu memang sulit diamati karena tidak langsung memancarkan gelombang yang dapat dideteksi oleh manusia. Kadang-kadang keberadaannya diketahui secara tidak langsung.

Sebagai contoh, keberadaan awan gas antarbintang diketahui dari serapan cahaya bintang di belakang awan itu. Kalau di belakangnya tidak ada bintang, tentu awan antarbintang itu tidak akan terdeteksi.

Contoh lain, sumber sinar-X, Cygnus X-1, diyakini sebagai lubang hitam, bukan karena kelihatan, tetapi karena beberapa fakta mendukung keyakinan itu. Di dekat lubang hitam itu ada sebuah bintang yang sedang diisap oleh lubang hitam itu. 

Materi yang mengalir dari bintang ke lubang hitam itu memancarkan sinar-X yang kuat. Dari pengamatan sinar-X itulah diyakini ada lubang hitam di sana. Lubang hitam yang berkelana sendirian di angkasa luar, jauh dari benda-benda lain, sulit terdeteksi keberadaannya.

Pengetahuan tentang materi gelap masih terus berkembang. Sekarang bahkan para ahli menduga bahwa kontributor terbesar dark mater adalah WIMP (weakly interacting massive particle) atau partikel bermassa besar tetapi hampir tidak berinteraksi dengan partikel lain.

Materi gelap seperti WIMP ini diduga memberikan kontribusi 25-30 persen dari massa alam semesta. Bintang-bintang hanya 0,5 persen. Lalu, yang sebagian besar apa? Hasil pengamatan menjurus ke arah dark energy.

Mekanisme


Apa itu dark energy? Bagaimana mekanisme pembentukannya? Apa hubungannya dengan materi biasa? Hukum fisika apa yang berlaku padanya? Berbagai pertanyaan mendasar itu sampai sekarang belum ditemukan jawabannya dengan pasti. 

Hanya sifatnya yang berlawanan dengan gravitasi yang diketahui. Kalau gravitasi bersifat tarik-menarik, energi gelap dihasilkan oleh sesuatu yang bersifat tolak-menolak (repulsive).

Bayangkan, misalnya, kalau gaya antara kita dengan Bumi tiba-tiba berubah menjadi bersifat tolak-menolak, maka kita akan terlontar ke angkasa, makin lama makin jauh dari Bumi. Mana mungkin kita bisa hidup, mengerikan bukan?

Bagaimana para ilmuwan mengetahui bahwa dark energy itu ada kalau tidak tahu apa penyebabnya? Keberadaan dark energy diketahui dari pengamatan supernova yang terjadi di galaksi-galaksi yang jauh. Sebagaimana kita ketahui, di dalam sebuah galaksi terdapat banyak sekali bintang, bisa mencapai ratusan miliar jumlahnya.

Pada saat terjadi supernova, salah satu bintang di dalam galaksi itu meledak. Demikian dahsyatnya supernova sehingga bintang yang meledak itu tampak jauh lebih cemerlang daripada bintang-bintang lain. Kadang-kadang supernova malah lebih cemerlang daripada jumlah kecemerlangan semua bintang di galaksi induknya. 

Supernova adalah ledakan mahadahsyat yang menandai berakhirnya riwayat sebuah bintang bermassa besar. Energi total yang dipancarkan oleh supernova dalam beberapa detik bisa setara dengan pancaran energi sebuah bintang dalam kurun waktu jutaan hingga miliaran tahun.

Output energi supernova jenis tertentu dapat dihitung para astronom berdasarkan sifat-sifat pancaran radiasinya. Supernova-supernova itu ternyata tampak lebih redup daripada yang diperhitungkan secara teoretis.

Jarak jauh


Orang mungkin bisa mengatakan, jaraknya yang jauh itu membuat supernova tampak redup. Namun, meskipun para astronom sudah memasukkan faktor jarak itu ke dalam perhitungan, tetap tidak cukup untuk membuat supernova tampak seredup yang diamati. 

Berbagai kemungkinan penjelasan sudah dicoba, tetapi hanya pada keberadaan dark energy masih terbuka kemungkinan penjelasan mengapa supernova-supernova itu begitu redup.

Penjelasannya adalah bahwa supernova itu bergerak menjauh dipercepat, artinya galaksi induknya juga menjauh dipercepat. Bahwa galaksi-galaksi bergerak saling menjauh umumnya disepakati oleh para astronom karena fakta pengamatan menunjukkan demikian.

Menurut hukum gravitasi Newton, gerakan saling menjauh itu haruslah melambat karena adanya gaya tarik-menarik antarbenda di dalam alam semesta. 

Sama seperti batu yang dilemparkan vertikal ke atas, geraknya makin lama makin lambat karena ketika batu itu bergerak ke atas, ada gaya gravitasi bumi yang menariknya ke bawah.

Yang menjadi masalah adalah pengamatan supernova yang jauh itu mengindikasikan gerakan saling menjauh galaksi-galaksi itu makin lama makin cepat. 

Apa yang menyebabkan percepatan itu? Mesti ada suatu gaya semesta yang berlawanan sifat dengan gravitasi, yang mendorong galaksi-galaksiâ?"tempat terjadinya supernova itu menjauh. Gaya itu diduga berasal dari dark energy.

Penemuan dark energy ini sangat berpengaruh pada teori tentang alam semesta yang didasarkan pada asumsi bahwa gaya antara dua benda selalu tarik-menarik. Kalau ada gaya tolak antarbenda, berarti asumsi dasar teori alam semesta tidak sepenuhnya benar. 

Kalau pembuatan dasar sebuah bangunan tidak kuat, bangunan itu bisa runtuh. Apa yang terjadi kalau dasar sebuah teori, seperti teori alam semesta itu, salah? Bisa jadi teori lama akan runtuh dan para ilmuwan harus membangun teori baru.

Mulai terkuaknya misterii “Dark Energi”


Dengan menggunakan 'kaca pembesar raksasa galaksi' tim ilmuwan internasional yang dipimpin Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California, menyimpulkan distribusi dark energy berarti alam semesta tak akan pernah berhenti tumbuh, berkembang.

Temuan ini, yang akan dipublikasikan alam jurnal Science Kamis 19 Agustus 2010 juga menemukan pada akhirnya dark energy akan mati dan menjadi seolah gurun dingin.

Para ilmuwan menggunakan Hubble dan teleskop besar milik Badan Antariksa Eropa (ESO), Very Large Telescope untuk mengobservasi bagaimana cahaya dari bintang yang jauh terdistorsi di dekat gugus atau klaster galaksi yang dinamakan Abell 1689.

Galaksi-galaksi tersebut yang ditemukan di konstelasi Virgo adalah salah satu klaster galaksi terbesar yang dikenal dalam ilmu pengetahuan.

Karena massanya yang besar, ilmuwan mengatakan itu seakan adalah sebuah kaca pembesar kosmik yang menyebabkan cahaya membelok di sekitarnya. 

Info : Dari Berbagai Sumber 

Partikel Boson Higgs Terkonfirmasi Keberadaannya

Partikel baru yang ditemukan tahun lalu dari atom terbesar di dunia memang benar-benar Boson Higgs. Para ilmuwan melaporkan kemarin di konferensi tahunan Rencontres de Moriond, Italia.

Beberapa fisikawan mengumumkan pada Juli tahun lalu dengan 99 persen kepastian bahwa mereka telah menemukan partikel elementer baru dengan berat sekitar 126 kali massa proton. Higgs juga disebut sebagai "partikel tuhan", meski banyak ilmuwan kecewa dengan sebutan ini.

Tapi, dua eksperimen yaitu CMS dan ATLAS belum mengumpulkan cukup data untuk mengatakan partikel itu pasti boson Higgs. Potongan terakhir dari teka-teki yang belum ditemukan akan diprediksi oleh model standar, teori fisika modern. Dan sekarang, setelah mengumpulkan data dua setengah kali lebih dalam di LHC, para fisikawan mengatakan bahwa partikel itu adalah Higgs.

"Hasil awal dengan set 2012 data yang megah dan bagi saya, itu jelas boson Higgs meskipun kita masih memiliki proses yang panjang untuk mengetahui jenis boson Higgs ini," kata juru bicara CMS, Joe Incandela. Sementara, Dave Charlton, juru bicara ATLAS setuju bahwa hasil baru menunjuk pada partikel baru tersebut memiliki spin paritas boson Higgs seperti pada model standar yang mengacu pada properti kuantum partikel elementer.

Untuk mengkonfirmasi partikel sebagai Higgs boson, fisikawan mengumpulkan data yang akan mengungkapkan sifat kuantum serta bagaimana ia berinteraksi dengan patikel lain. Misalnya, partikel Higgs seharusnya tidak memiliki spin dan paritas. Atau mengukur bagaimana perilaku bayangannya yang harus positif. Keduanya didukung oleh data dari percobaan ATLAS dan CMS.

Mendeteksi boson Higgs sangat jarang, dengan hanya mengamati satu untuk setiap 1 triliun proton-proton bertabrakan. Untuk itulah, para fisikawan LHC membutuhkan data lebih banyak untuk memahami semua cara dimana Higgs meluruh.

Fisikawan mengatakan bahwa partikel Higgs boson bisa membaca azab alam semesta di masa depan yang sangat jauh. Itu karena massa boson Higgs adalah bagian penting dari perhitungan yang menandakan ruang dan waktu di masa depan. 

Simak berita iptek lainnya di sini (tempo.co).

LIVE SCIENCE | ISMI WAHID

"Partikel Tuhan" Bisa Lenyapkan Alam Semesta?

klik!

Waktu itu akan datang dengan kecepatan cahaya. Para peneliti di Amerika Serikat mengungkapkan pernyataan yang mengejutkan. Partikel subatom, Higgs Boson, yang ditemukan pada akselerator partikel terbesar di dunia, Large Hadron Collider (LHC) di Jenewa pertengahan tahun lalu, disebutkan berpotensi menghancurkan alam semesta.

Massa partikel Higgs Boson merupakan bahan utama dalam perhitungan yang menandakan masa depan ruang dan waktu, dan sering disebut dengan nama kontroversial, "Partikel Tuhan". "Perhitungan ini memberitahu Anda bahwa puluhan miliaran tahun dari sekarang akan ada bencana," kata Joseph Lykken, seorang ahli fisika teoritis di Fermi National Accelerator Laboratory Batavia, Illinois, Amerika Serikat pada pertemuan tahunan American Association for the Advancement of Science.

"Partikel tersebut menjadikan alam semesta tidak stabil, dan terhitung beberapa miliar tahun dari sekarang, alam semesta punah," ujar Lykken, yang juga kolaborator di salah satu eksperimen LHC, seperti dilansir Livescience, 20 Februari 2013. Partikel Higgs Boson merupakan manifestasi dari suatu medan energi meliputi alam semesta yang disebut medan Higgs. Medan ini menjelaskan mengapa partikel memiliki massa.

Setelah beberapa dekade, pada Juli 2012, fisikawan di LHC mengumumkan mereka telah menemukan partikel baru yang sifatnya sangat kuat, menunjukkan bahwa itu adalah Higgs Boson. Untuk mengkonfirmasi kepastian tanda-tanda partikel tersebut, peneliti memerlukan lebih banyak data. Namun, banyak ilmuwan mengatakan yang sedang dipertaruhkan adalah partikel Higgs.

"Penemuan ini bagi saya secara pribadi, mengejutkan," kata Joseph I. Kroll, fisikawan University of Pennsylvania yang juga bekerja di LHC. "Bagi saya, Higgs adalah semacam, mungkin ada, mungkin tidak. Fakta bahwa itu ada benar-benar suatu prestasi yang luar biasa," tegas Kroll. Penemuan Higgs tidak hanya menegaskan teori tentang bagaimana partikel memperoleh massa, tetapi memungkinkan para ilmuwan membuat perhitungan baru yang tidak mungkin sebelum sifat partikel tersebut diketahui.

Misalnya, massa partikel Higgs Boson ini sekitar 126 miliar elektron volt, atau sekitar 126 kali massa proton. Jika partikel itu benar-benar Higgs, massa partikel tersebut adalah penyebab alam semesta secara fundamental tidak stabil, dan akan menyebabkan alam semesta berakhir secara serempak di masa depan.

Hal ini dikarenakan medan Higgs dianggap ada di mana-mana, sehingga mempengaruhi kekosongan masa kehampaan ruang di alam semesta. "Massa Higgs berkaitan erat dengan seberapa stabil kekosongan ini," jelas Christopher Hill, seorang ahli fisika teoritis di Fermi National Accelerator Laboratory.

"Ini bisa menjadi sebuah kosmik yang kebetulan, atau terjadi kerena gejala fisika. Ini bisa menjadi sesuatu yang baru, yang tidak kita ketahui sebelumnya," kata Hill.

bbc.co.uk

Menariknya, para ilmuwan mengatakan, jika massa Higgs berbeda meski hanya beberapa persen, maka ramalan alam semesta kiamat menjadi keliru.

Bagaimana gambaran kehancuran alam semesta tersebut?

"Anda tidak akan benar-benar melihat hal itu, karena akan datang pada Anda dengan kecepatan cahaya. Dengan begitu, Anda tak perlu khawatir," kata Lykken.

What is an electronvolt?

• Charged particles tend to speed up in an electric field, defined as an electric potential - or voltage - spread over a distance
• One electron volt (eV) is the energy gained by a single electron as it accelerates through a potential of one volt
• It is a convenient unit of measure for particle accelerators, which speed particles up through much higher electric potentials
• The first accelerators only created bunches of particles with an energy of about a million eV
• The LHC can reach particle energies a million times higher: up to several teraelectronvolts (TeV)
• This is still only the energy in the motion of a flying mosquito
• But LHC beams include hundreds of trillions of these particles, each travelling at 99.99999999% of the speed of light
• Together, an LHC beam carries the same energy as a TGV high-speed train travelling at 150 km/h

BBC News

Giliran Misteri Gravitasi Akan Dipecahkan

Proyek baru untuk menguak misteri besar alam semesta

Setelah gegap gempita penemuan partikel baru yang 99,999 persen diyakini mendekati Higgs Boson alias"partikel Tuhan", Center for Nuclear Research (CERN) tak lantas berpuas diri. 

Tim CERN saat ini sedang merencanakan proyek baru untuk menguak misteri besar alam semesta, yang baru sebagian kecilnya saja diketahui manusia. Namun, mimpi baru itu membutuhkan sarana, dan tentu saja modal besar.

Tim mengusulkan pembangunan kolider (collider) atau akselerator partikel baru bawah tanah dengan panjang 50 mil atau 80 kilometer, hampir tiga kali ukuran (Large Hadron Collider) yang saat ini berada di bawah tanah Jenewa, yang memiliki panjang 27 kilometer.

Apa yang sebenarnya hendak diungkap oleh para ilmuwan? 

Ternyata, gravitasi adalah area kunci yang akan dikerjakan oleh tim menggunakan kolider baru. Kolider tersebut akan digunakan untuk mengungkap bagaimana gravitasi berinteraksi pada tingkat molekuler.

Saat ini masih belum jelas bagaimana gravitasi bisa bekerja baik pada level partikel, atau pada tingkatan planet, bintang, dan sistem tata surya.

 Tim CERN mengaku khawatir penemuan ilmiah ini akan mandeg, hanya karena menunggu pembangunan kolider baru. Kegelisahan itu bukan tanpa alasan, melihat pengalaman Peter Higgs. Penemu teori Higgs Boson itu harus menunggu 58 tahun, sejak merumuskan teorinya pada 1964, hingga penemuan partikel mirip Higgs Boson di tahun ini.

Sementara, kolider pemercepat partikel terkait Higgs Boson sudah diusulkan pada tahun 1983, namun tak kunjung dikerjakan hingga tahun 1998. Dan baru selesai dibangun pada tahun 2008. Sungguh lama.

Apalagi, para ilmuwan menyadari, kolider baru tidak mungkin dibangun sampai tahun 2025. Namun tim CERN berpendapat, lebih cepat, lebih baik.

Dua opsi

Selain mengajukan proposal, tim saat ini juga sedang mempertimbangkan berbagai opsi setelah akselerator partikel yang ada saat ini, yang bernilai US$4,5 miliar, telah mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Alias purnatugas.

Opsi pertama dengan memanfaatkannya, sementara pilihan lainnya adalah dengan meruntuhkan kolider di terowongan sepanjang 27 kilometer yang melingkar di bawah tanah dekat Danau Jenewa, lalu membangun infrastruktur yang lebih sensitif di lokasi itu.

Skema apapun yang dipilih, pastinya akan menelan dana miliaran dolar, yang bebannya akan dibagi ke 20 negara anggota CERN.

Saat ini tim yang terdiri dari 18 ilmuwan sedang menyusun roadmap CERN, termasuk desain mesin baru. "Mesin baru ini bisa diinstal di terowongan LHC. Atau sebagai alternatif, dipasang di terowongan baru yang lebih panjang, menggunakan terowongan sepanjang 80 kilometer," demikian laporan tim.

Kepada The Australian, Jon Butterworth, profesor fisika dari University College London, yang mewakili Inggris dalam tim menegaskan, penelitian terbaru itu sangat penting. "Kita sedang menuju ke perbatasan baru dalam fisika, yang liar, menunggu untuk dieksplorasi." 

Jon Butterworth menambahkan, manusia butuh untuk lebih jauh menguak fakta tentang gravitasi. Sebuah hasil yang layak dikejar dan menuntut kerja keras.

Soal perlu tidaknya kolider baru, ia berpendapat. "Bisa dengan memperbarui LHC, namun pada akhirnya kita membutuhkan mesin yang lebih kuat." 

Daily Mail 

Ilmuwan kembali sukses kirim obyek menggunakan teleportasi

Pernah nonton film Star Trek? Apabila pernah, pasti ingat akan teknologi teleport atau pemindahan obyek dari pesawat luar angkasa Start Trek ke tempat lain. Nah, sekarang para peneliti sedang melakukan beragam penelitian untuk membuktikan kebenaran quantum teleportation tersebut.

klik!

Menurut Technologyreview.com, teleportation adalah kemampuan ekstraordinari yang berfungsi untuk memindahkan atau mengirimkan obyek dari saru tempat ke tempat lain tanpa harus melakukan perjalanan jauh. Pada tahun 2010 silam, beberapa orang peneliti dari University of Science and Technology of China di Shanghai, Cina, berhasil membuat teleportation yang  pada uji cobanya pertama kali mereka telah memindahkan photon dari tempat mereka bekerja ke suatu tempat sejauh 97 kilometer.

klik!

Para peneliti tersebut menggunakan 1.3 Watt laser dan beberapa optik untuk pelontar sekaligus penerimanya. Dalam percobaan tersebut, para ilmuwan berhasil mengirimkan 1100 photon ke tempat yang jaraknya 97 kilometer hanya dalam waktu 4 jam saja.

Menurut MNN.com, walaupun sudah berhasil mengirimkan photon dengan jumlah yang banyak ke tempat jauh, namun para peneliti masih akan terus mengembangkan teknologi teleportation ini agar nantinya dapat dipergunakan untuk memindahkan obyek yang mempunyai masa besar, seperti contohnya manusia.

Apabila, teknologi teleportation ini berhasil, maka keberadaan kendaraan bermotor akan terpangkas jauh, karena dapat dipastikan banyak yang akan menggunakan teknologi ini untuk bepergian ke suatu tempat secara cepat tanpa harus terkena kemacetan atau permasalahan jalan raya lainnya.

up date: Kamis, 16 agustus 2012

Ilmuwan kembali sukses kirim obyek menggunakan teleportasi

QINGHAI, (PRLM).- Dua tim peneliti telah memperluas jangkauan teleportasi kuantum yang belum pernah terjadi sebelumnya.Terobosan ini bisa menjadi langkah penting untuk menciptakan komputer kuantum dan teknologi lainnyapada kecepatan jauh melebihi batas yang ada saat ini.

Sementara teleportasi pada manusia mungkin masih jauh, para peneliti percaya karya terbaru ini merupakan langkah besar ke masa depan. Tim ini mampu melakukan teleportasi satu qubit (unit standar data dalam komputasi kuantum) sejauh 97kilometer melintasi danau dengan menggunakan satu set foton tanpa kabel serat optik atau perantaralainnya.

Mereka menggunakan perangkat laser kompleks untuk percobaan ini. Seperti diterbitkan dalam jurnal Nature, seklelompok ilmuwan Cina menciptakan foton terjerat dengan merangsang kristal dengan sinar ultraviolet. Ini menghasilkan sepasang foton dengan panjang gelombang yang sama, tetapi nilai polarisasinya berlawanan.

Satu foton dikirim sejauh 97 km melintasi Danau Qinghai (menggunakan teleskop untuk memfokuskan sinar), sedangkan yang kedua dianalisis secara lokal.Ilmuwan semakin terpacu untuk mengembangkan teknologi teleportasi. Hal ini tercermin dari banyaknya upaya ilmuwan di berbagai negara untuk menguji dan mencoba teleportasi. Kali ini adalah sekelompok ilmuwan dari Kanada dan Eropa berhasil memindahkan "informasi" ke tempat berjarak 145 Km menggunakan teleportasi quantum.

Upaya ini menambah keberhasilan penelitian tentang teleportasi quantum di dunia. Bulan Mei lalu,sekelompok ilmuwan China sukses melakukan teleportasi terhadap photon. Mereka berhasil memindahkan 1.100 photon menuju tempat berjarak 97 Km.

Teleportasi quantum merupakan salah satu teknologi masa depan yang terus dikembangkan. Para ahli percaya teknologi teleportasi akan menjadi hal yang penting di masa depan. Berbagai keperluan umat manusia dapat menggunakan teleportasi. Salah satu rencana penggunaan teleportasi adalah dalam bentuk komunikasi. Dengan penggunaan teleportasi, informasi akan dikirimkan dengan cepat dan aman.

Untuk pengembangan lebih jauh, teknologi teleportasi diharapkan dapat mengirimkan matter atau benda. Jika benda dapat dikirim maka berbagai kendala transportasi yang dialami saat ini dapat berkurang. Bahkan bukan mustahil teknologi ini mampu mengirimkan manusia seperti dalam film Star Trek. (Merdeka.com)

nb:

klik!

Setelah 'Partikel Tuhan', Ilmuwan Bersiap Kembali Buru Partikel Misterius

London - Setelah menemukan ‘partikel Tuhan’ atau Higgs Boson, ilmuwan bersiap melakukan perburuan mencari partikel misterius lainnya. Kali ini perburuan menggunakan teleskop terbesar dunia.

Perburuan ini akan menggunakan teleskop IceCube yang berada di Kutub Selatan. Teleskop ini dirancang khusus untuk meneliti neutrinos yang dipancarkan ledakan bintang dan bergerak mendekati kecepatan cahaya.

“Jika terjadi supernova di galaksi Bima Sakti, kini kita mendeteksi ratusan neutrinos menggunakan IceCube,” kata fisikawan Jenny Adams dari University of Canterbury seperti dikutip DailyMail.

Sebelum IceCube selesai dibuat pada 2010, para ilmuwan telah meneliti 14 neutrinos. Menggunakan teleskop ini, para ilmuwan berharap pada akhirnya akan mendeteksinya di luar angkasa.

“Neutrinos akan menunjukkan asalnya,” pungkas Adams.

Partikel Higgs dan Konsekuensi Ilmiahnya

Oleh Ninok Leksono


Dua kemungkinan tak mengenakkan dari hasil Large Hadron Collider: pertama, banyak fitur alam semesta kita, termasuk eksistensi kita, boleh jadi merupakan konsekuensi aksidental dari kondisi yang terkait dengan kelahiran semesta; yang kedua, bahwa menciptakan ”benda” dari ”nonbenda” tampaknya bukan masalah sama sekali... (Lawrence M Krauss, Direktur Origins Project, Arizona State University, ”Newsweek”, 16 Juli 2012).

Di antara sedikit peneliti ilmu fisika partikel di Tanah Air adalah Dr LT Handoko dari LIPI yang Senin (9/7/2012) lalu menulis di Harian Kompas tentang penemuan partikel subatomik oleh lembaga penelitian CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire/Pusat Riset Nuklir Eropa).

Semata berangkat dari temuan itu saja, terkesan betapa rumitnya topik fisika partikel yang membahas zarah kecil yang menyusun materi di alam semesta. Yang dibahas tak lagi pada dimensi atom, tetapi lebih kecil lagi.

Di masa silam, perihal atom jatuh sebagai wacana filosofis. Filsuf Yunani yang hidup di abad kelima SM sudah menyinggung bahwa materi disusun dari partikel komponen berukuran amat kecil. Teori pertama tentang atom dicetuskan filsuf Yunani lain, Leucippus. Dia menyebut bahwa semua hal terbentuk dari unsur tak bisa dibelah lagi yang disebut ”atom”, yang dalam bahasa Yunani diterjemahkan sebagai ’tak bisa dipotong’.

Karena itu, tatkala fisikawan dan kimiawan Inggris, John Dalton, menerbitkan teori atom dalam bukunya New System of Chemical Philosophy, sebenarnya ide dasarnya bukan baru. Yang membedakannya dengan apa yang dikemukakan oleh filsuf Yunani adalah bahwa apa yang dikemukakan Dalton didasarkan pada observasi dan pengukuran saksama, dan bukan atas debat filosofi (”The Big Idea”, National Geographic).

Partikel subatomik

Dari riset pendahulu seperti itulah, tahun 1920-an diketahui bahwa inti atom tersusun dari dua partikel, proton dan elektron. Tahun 1932, fisikawan James Chadwick menemukan neutron, partikel bermassa sama dengan proton, tetapi tidak memiliki muatan listrik. Semula dikira itulah semua partikel elementer, yakni proton, neutron, dan elektron.

Berikutnya, ilmuwan mengetahui bahwa elektron merupakan partikel fundamental, jadi tidak ada lagi penyusun lain. Akan tetapi, proton dan neutron terbuat dari partikel lebih kecil, yakni kuark. Ada enam tipe kuark, dan hanya dua yang terkait dengan proton dan neutron.

Selain itu, juga ada penemuan neutrino dari proses peluruhan. Ada pula penemuan positron (atau antielektron) oleh Carl Anderson tahun 1932. Partikel eksotik lain juga ditemukan dalam sinar kosmik, termasuk muon dan pion.

Satu hal yang dipahami adalah semua partikel subatomik di atas tak bersifat fundamental, dan para ahli fisika yang meneliti ini mencoba mengembangkan model standar antara tahun 1960 dan 1980. Akhirnya disimpulkan, ada dua kelas partikel elementer yang menyusun semua materi di alam semesta, yakni lepton (termasuk elektron, muon, dan neutrino) dan kuark (ada enam tipe dan bergabung dua, tiga untuk membentuk partikel lebih berat seperti proton, neutron, dan pion).

Lalu, menurut perilaku statistiknya, semua partikel di atas jatuh ke dalam dua kategori, fermion dan boson. Fermion (dari nama fisikawan Italia, Enrico Fermi) adalah kuark dan lepton yang membentuk materi, sedangkan boson (dari nama fisikawan India, Satyendra Nath Bose) seperti halnya foton dikaitkan dengan gaya. (Lihat, misalnya, The Story of Science–From Antiquity to the Present, RR Subramanyam dkk, 2010, untuk rincian.)

Akhir misteri


Keberadaan partikel Higgs—dari nama pencetusnya, fisikawan Inggris, Peter Higgs—sudah diramalkan pada tahun 1960-an. Ia, seperti dituturkan dalam infografis Reuters yang menyertai artikel Dr Handoko, penting untuk menjelaskan mengapa partikel lain memiliki massa, yang bila dirunut lebih jauh terkait dengan pembentukan alam semesta.

Ramalan menyebutkan adanya medan tak kasatmata—yang lalu disebut medan Higgs— yang menembus seluruh angkasa, dan bahwa sifat-sifat materi dan gaya yang mengatur seluruh eksistensi kita berasal dari interaksi mereka dengan medan Higgs yang gaib tadi. Kalau saja besar, atau sifat medan Higgs beda, sifat alam semesta pun akan berbeda dengan yang ada sekarang, dan boleh jadi kita juga tidak ada untuk mengagumi semua itu (tulis Krauss dalam Newsweek, 16/7).

Atas dasar inilah CERN memburu partikel ini dengan memanfaatkan fasilitas (Large Hadron Collider (LHC) dalam naungan Proyek ATLAS yang dimulai musim semi 2009.

Oleh misterinya, juga oleh kedudukannya yang dipandang sentral dalam penciptaan alam semesta, partikel Higgs ini lalu—dalam bahasa kolokial—sering disebut ”partikel Tuhan”, dan muncul dalam buku fisikawan Leon Lederman yang terbit tahun 1994.

Penemuan boson Higgs seperti membenarkan revolusi dalam pemahaman manusia tentang fisika fundamental dan membawa sains lebih dekat dengan zat supernatural di awal alam semesta, tambah Krauss.

Medan Higgs juga dipandang mendukung anggapan bahwa angkasa yang kosong sebenarnya mengandung benih-benih eksistensi kita. Dalam teori inflasi semesta yang dicetuskan oleh Alan Guth, ada medan serupa yang tercipta pada saat paling awal setelah Dentuman Besar yang menyebabkan semesta mengembang luar biasa cepat dalam sepertriliunan detik, di mana setelah itu energi yang ada dalam angkasa yang sepertinya hampa itu diubah menjadi seluruh materi dan radiasi yang kita saksikan sekarang ini.

Penemuan partikel Higgs di satu sisi menambah wawasan tentang fisika partikel, tetapi juga lebih jauh tentang kondisi awal alam semesta, dan lebih jauh lagi tentang penciptaan alam semesta itu sendiri.

Dalam Science Illustrated (7-8/12) dikemukakan ”10 Pertanyaan Sekitar Dentuman Besar”, di antaranya (nomor 4) ”apa yang menyusun semesta?”. Penemuan partikel Higgs membantu menjawab pertanyaan itu.

Fisika berutang kepada sosok seperti Richard Feynman, yang 60 tahun lalu mengembangkan teknik kalkulasi untuk meramalkan luaran eksperimen (Scientific American, 5/12), atau pada Satyendra Bose yang partikel boson-nya kini populer, tetapi sosok penemunya jarang disebut (Newsweek, 16/7).

Semua upaya itu selain untuk memahami fisika juga ditujukan untuk meningkatkan derajat insani, yang senantiasa haus untuk mengetahui segala ihwal yang terkait dengan eksistensi dirinya. Dalam konteks ini bisa dipertanyakan, sejauh mana kontribusi ilmuwan Indonesia?

Partikel Tuhan, dari Democritus sampai Peter Higgs

Pada Rabu (4/7/2012) lalu, Organisasi Riset Nuklir Eropa (CERN) mengumumkan penemuan partikel yang konsisten dengan Higgs Boson. Penemuan ini disambut meriah, walau masih harus ditindaklanjuti apakah partikel yang ditemukan memang Higgs Boson.

Pencarian Partikel Tuhan sudah berlangsung selama 40-an tahun. Waktu yang lama memang, tapi belum terlalu lama jika dibandingkan dengan sejarah fisika partikel yang kemudian mendasari pencetusan keberadaan Higgs Boson oleh Peter Higgs, fisikawan dari University of Edinburgh.

Kajian fisika partikel yang akhirnya menelurkan konsep Higgs Boson sebenarnya sudah berlangsung lama, sejak Sebelum Masehi. Berikut rangkuman lompatan-lompatan penting dalam fisika partikel hingga penemuan CERN pada minggu lalu.

5 SM
Filsuf Yunani Democritus mengungkapkan bahwa semesta terdiri atas ruang kosong serta partikel yang terlihat dan tak terlihat disebut atom.

1802
John Dalton, fisikawan dan kimiawan Inggris mencetuskan konsep dasar atom dan unsur. Menurut dalton, atom adalah bagian materi yang tak dapat dibagi lagi. Atom berbentuk bola pejal. Suatu unsur terdiri atas atom yang identik. Berbeda unsur, berbeda atom. Atom bisa bergabung membentuk senyawa serta bisa dipisahkan dan digabungkan lewat reaksi kimia.

1897
Joseph Thompson menemukan elektron. Ia kemudian mengemukakan bahwa atom terdiri atas inti atom yang dikelilingi elektron.

1899 - 1919
Ernest Rutherford, fisikawan dari Selandia Baru, mengidentifikasi inti atom, terdiri atas proton serta partikel alfa dan beta.

1920-an
Fisika kuantum semakin berkembang, terutama tentang perilaku materi pada level atom.

1932
Neutron, partikel yang tak bermuatan, ditemukan oleh James Chadwick, ilmuwan dari Inggris. Antipartikel pertama, positron, ditemukan oleh ilmuwan Amerika Serikat, Carl Anderson.

1934
Enrico Fermi, ilmuwan asal Italia, mengkonsepkan keberadaan neutrino, partikel kecil bermuatan netral yang merupakan rekan elektron. Teorinya dikonfirmasi tahun 1959.

1950-an
Penemuan akselerator partikel yang memacu penemuan-penemuan penting di bidang fisika partikel.

1964
Peter Higgs mengkonsepkan keberadaan partikel pemberi massa, yang kemudian disebut Higgs Boson. Murray Gell-Mann dan George Zweig, ilmuwan asal Amerika Serikat, mengungkapkan bahwa proton dan netron terdiri atas bagian yang lebih kecil disebut quark.

1974
Perkembangan Model Standar Fisika Partikel. Menurut model ini, semesta terdiri atas 12 partikel yang disebut fermion. Fermion terbagi menjadi 2 jenis, quark dan lepton, masing-masing ada enam buah. Semesta juga terdiri atas empat gaya fundamental disebut boson.

1977
Adanya penemuan-penemuan yang memperkuat Model Standar. Pada periode ini, ditemukan keberadaan top dan botton quark, tau lepton, gluon, tau neutrino serta W dan Z Boson.

2008
Misi Large hadron Collider dimulai.

4 Juli 2012
CERN mengumumkan eksistensi sebuah partikel yang diduga Higgs Boson.

Kompas.com


ilustrasi sorot (Vivanews)

Memburu Ruang Gelap Alam Semesta

MELBOURNE, Para ilmuwan sekarang sedang menggunakan teleskop terbesar di dunia untuk memecahkan misteri keberadaan partikel terkecil bernama neutrinos. Melalui teleskop yang dibangun di Kutub Selatan itu diharapkan bisa menjelaskan bagaimana alam semesta dibuat.

 Pembangunan pendeteksi raksasa bernama IceCube sedalam 2.400 meter di bawah Kutub Antartika ini membutuhkan waktu 10 tahun. Volumenya mencapai satu kilometer kubik atau lebih besar dari gabungan Gedung Empire State, Menara Chicago Sears (Menara Willis), dan Pusat Keuangan Dunia di Shanghai.

IceCube dibangun untuk mengamati neutrinos, yang dilepaskan oleh ledakan bintang-bintang dan bergerak mendekati kecepatan cahaya. Teleskop ini baru menarik perhatian setelah pekan lalu ditemukan partikel Higgs, sebuah blok bangunan dasar dari alam semesta.

"Acungkan jarimu dan ratusan juta neutrinos melewatinya setiap detik dari matahari," ucap Jenni Adams, ahli fisika University of Canterbury di Selandia Baru yang bekerja di IceCube, seperti dikutipReuters (10/7/2012).

 Pada dasarnya, IceCube merupakan serangkaian detektor cahaya yang ditanam di bawah lapisan es melalui pengeboran air panas. Ketika neutrinos berinteraksi di dalam es akan menghasilkan partikel bermuatan yang menciptakan cahaya.

Fungsi es adalah sebagai jaring yang mengisolasi neutrinos sehingga memudahkan pengamatan. Hal ini juga melindungi teleskop dari radiasi yang berpotensi merusak.

"Jika supernova berada di galaksi kita sekarang, kita dapat mendeteksi ratusan neutrinos dengan IceCube," ucap Adams di saat Konferensi Internasional tentang Fisika Energi Tinggi di Melbourne, Australia.

Namun, alat ini tak dapat melihat neutrinos ini secara individu. Tetapi, detektor hanya menyala seperti pertunjukan kembang api besar-besaran.

klik!

 Kini para ilmuwan sedang berupaya melacak partikel itu untuk menemukan titik asalnya. Harapan besar mendatang adalah mendapatkan petunjuk yang terjadi di dalam "ruang gelap", bagian dari alam semesta yang tak terlihat.

particleadventure.org

Sumber :

Reuters

Mengenal Higgs Boson, si "Partikel Tuhan"

Partikel penyusun materi dan interaksinya sesuai yang dideskripsikan dalam Model Standar

Pengumuman penemuan partikel yang konsisten dengan Higgs Boson atau sering disebut-sebut sebagai partikel Tuhan pada Rabu (4/7/2012) disambut kegembiraan banyak pihak.

Para ilmuwan, tak terkecuali Stephen Hawking, memberi ucapan selamat kepada Peter Higgs, ilmuwan Inggris yang merumuskan keberadaan Higgs Boson. Sementara itu, media internasional memberitakan penemuan ini besar-besaran, mengulasnya dari berbagai sisi.

Tapi di antara keramaian ucapan selamat dan pemberitaan, tersisa banyak orang yang belum mengetahui apa sebenarnya Partikel Tuhan. Pemberitaan Partikel Tuhan malah membuat dahi mengernyit.

Suharyo Sumowidagdo, ilmuwan Indonesia yang turut serta dalam perburuan Partikel Tuhan di Large Hadron Collider (LHC) Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir (CERN) mengurai beberapa hal mendasar tentang penemuan Partikel Tuhan tersebut.

Berikut uraian Suharyo yang dikirimkan lewat email kepada Kompas.com, Kamis (5/7/2012) kemarin.

CERN menyatakan bahwa partikel yang ditemukan adalah boson, tetapi belum tentu Higgs boson. Sebenarnya, apa itu Higgs boson dan apa pula boson?

Boson adalah nama untuk partikel-partikel yang cenderung menggerombol dengan partikel-partikel sejenisnya sendiri. Higgs boson adalah boson yang juga berinteraksi dengan partikel-partikel lain penyusun materi dan menyebabkan partikel-partikel lain penyusun materi tersebut memiliki massa (alias berat).

Penemuan Higgs boson dikatakan mampu menutup lubang dalam Model Standar Fisika Partikel. Sebenarnya, apa itu Model Standar Fisika Partikel? Apa yang dinyatakan dalam model tersebut?

Model Standar Fisika Partikel merupakan sebuah kerangka kerja teoretik yang mendeskripsikan partikel elementer di alam semesta.

Partikel-partikel ini adalah partikel-partikel penyusun materi, partikel-partikel perantara interaksi antar partikel materi, dan Higgs Boson.

Kecuali Higgs Boson, semua partikel dalam Model Standard sudah ditemukan. Lubang di sini adalah: hasil-hasil penelitian dan pengukuran eksperimen semuanya sesuai dengan prediksi teoretik Model Standard, sehingga secara tidak langsung mengindikasikan adanya Higgs Boson.

Catatan : Model Standar menyatakan bahwa partikel penyusun materi terbagi menjadi dua tipe, yaitu quarks dan lepton. Setiap tipe memiliki 6 jenis partikel. Sementara itu, partikel perantara interaksi antar materi (force and carrier) disebut boson. Masing-masing boson membawa gaya sendiri, gluon membawa gaya kuat, foton membawa gaya elektromagnet W dan Z boson membawa gaya lemah dan graviton membawa gaya gravitasi. Higgs boson menentukan massa.

Apa kaitan Model Standar fisika Partikel, Higgs boson dan pembentukan alam semesta?

Higgs Boson merupakan partikel yang memberikan massa kepada materi. Sementara dalam pembentukan alam semesta (proses kosmologi), gaya gravitasi merupakan gaya yang berperan paling penting dalam skala kosmik. Namun gravitasi terjadi karena partikel memiliki massa.

Catatan : Jika massa tidak ada, maka atom takkan terbentuk. Selanjutnya, unit yang leboh besar seperti molekul, planet, galaksi. bintang dan semesta juga takkan terbentuk.

Secara sederhana, bagaimana sebenarnya proses pencarian Higgs boson oleh CERN?

Akselerator LHC di CERN menumbukkan proton dan proton pada energi dan intensitas tinggi. Dalam setiap tumbukan, terjadi proses penciptaan partikel-partikel. Kebanyakan partikel-partikel yang tercipta adalah partikel-partikel yang sudah sering/sudah ditemukan. Namun dalam setiap sekian juta/milyar tumbukan, terciptalah Higgs boson.Sekarang fisikawan harus menyaring Higgs boson yang tercipta setiap beberapa sekian juta/milyar tumbukan itu dari produk-produk lain.

Apakah dengan penemuan kemarin maka misi CERN mencari Higgs Boson sudah selesai?

Belum selesai! It is only the beginning. Belum jelas apakah ini adalah Higgs Boson sebagaimana diprediksi dari Model Standard atau dari teori fisika baru di luar Model Standard.

Apakah dengan penemuan Higgs boson maka pembentukan semesta bisa dijelaskan dengan gamblang? Atau tetap masih menyisakan misteri?

Sebagian misteri akan terkuak, namun masih ada misteri tersisa. Proses inflasi dalam kosmologi hingga saat ini masih misHiggsterius dan belum diketahui pasti detailnya, sebagai contoh.

Apa saja dampak penemuan Higgs boson?

Ini memberikan pengetahuan baru yang fundamental tentang alam semesta di mana kita hidup.  Begitu fundamentalnya sehingga pengetahuan ini akan mengubah pengetahuan fisika untuk seterusnya setelah ini.

Kompas.com

Lima Dampak Penemuan Partikel Tuhan

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.

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!

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.

klik!

Tapi apa sebenarnya Higgs boson?

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.   

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