PowerPoint Presentation

Bahan Ajar Pendahuluan Fisika Inti/FIS015 (3 SKS)Padang, Juni 2015

PARTIKEL ELEMENTERHP.0813210298891

2DEFENISIPartikel elementer secara garis besar dapat dibedakan berdasarkan nilai spinnya atau berdasarkan interaksi yang mempengaruhi. Berdasarkan perbedaan nilai spinnya partikel dibedakan menjadi partikel fermion (spin pecahan) dan partikel boson (spin bulat), sedangkan berdasarkan interaksi yang mempengaruhi partikel dibedakan partikel hadron, yang dipengaruhi interaksi kuat, interaksi lemah dan interaksi elektromagnetik, sedangkan partikel lepton dipengaruhi oleh interaksi lemah dan interaksi elektromagnetik3Gaya atau Interaksi alamiah alam semestaPartikel pembawa gaya dapat dikelompokkan empat kategori menurut kekuatan gaya yang dibawanya dan interaksinya dengan partikel jenis tertentu. Empat interaksi tersebut adalah interaksi/gaya gravitasi (gravitational interaction), interaksi elektromagnetik (electromagnetic interaction), interaksi lemah (weak interaction), dan interaksi kuat (strong interaction).4JENIS INTERAKSI

5Interaksi gravitasi. Interaksi ini bersifat universal artinya bahwa setiap partikel merasakan gaya gravitasi yang besarnya bergantung pada massa atau energinya. Gravitasi merupakan yang terlemag dari keempat interaksi tersebut. Gravitasi dapat menjangkau jarak yang jauh dan selalu bersifat menarik. Interaksi gravitasi membuat benda jatuh ke tanah dan juga pergerakan planet dan galaksi. Semakin masif benda maka semakin besar merasakan interaksi gravitasi. Sebaliknya bertambah jauh jarak dua benda makin semakin berkurang interksi gravitasi yang bekerja. Oleh karenanya pada skala mikroskopis interaksi ini diabaikan. Interaksi ini dijelaskan oleh Teori Relativitas Umum Einstein. Partikel pembawa interaksi gravitasi adalah graviton.6interaksi elektromagnetic yang berinteraksi dengan partikel-partikel bermuatan listrik seperti elektron, proton, quark, namun tidak berinteraksi dengan partikel-partikel tak bermuatan listrik seperti graviton dan netron. Interaksi ini jauh lebih kuat dari gaya gravitasi. Interaksi elektromagnetik menyebabkan semua fenomena menyangkut listrik dan magnetik. Interaksi elektromagnetik dijelaskan oleh quantum electrodynamics dimana Feynman, Schwinger dan Tomonaga mendapat hadiah nobel tahun 1965. Partikel pembawa interaksi elektromagnetik adalah foton.7 Interaksi nuklir lemah yang dibutuhkan oleh radioaktivitas. Pada tahun 1967 Abdus Salam dan Steven Weinberg mengemukaan teori yang memadukan interaksi nuklir lemah dan elektromagnetik memadukan kelistrikan dan kemagnetan . Beliau berpendapat bahwa selain foton, terdapat tiga partikel yang secara bersama-sama membawa gaya lemah (W+, W-, Z). 8Interaksi kuat, yang juga terjadi pada subatomik dan hanya dirasakan oleh Quark.. Tahun 2004, terdapat temuan tentang gluon sebagai exchange particle dalam interaksi kuat. Temuan ini memulai sebuah teori baru dalam teori medan kuantum (Quantum Chromodynamic), teori khusus untuk mempelajari fenomena dalam interaksi kuat.9Grand Unified Theory (GUT)Keberhasilan penggabungan interaksi/gaya nuklir lemah dan gaya elektromagnetik membangkitkan adanya usaha untuk menggabungkan kedua gaya tersebut dengan gaya nuklir kuat menjadi teori paduan agung (Grand Unified Theory/GUT). Ide dasar teori paduan agung adalah bahwa gaya nuklir kuat menjadi lebih lemah pada energi tinggi. Sebaliknya gaya nuklir lemah dan gaya lektromagnetik menjadi semakin kuat pada energi yang tinggi. Pada suatu energi sangat tinggi yang disebut energi paduan agung, ketiga gaya tersebut akan memiliki kekuatan yang sama dan karena itu dapat dipandang sebagai aspek yang berbeda dari sebuah gaya tunggal.10Banyak versi tentang Grand Inified Theory, tetapi belum ada verifikasi final. Pembuktian kesahihan GUT antara lain berasal dari peluruhan proton yang meluruh dengan sendirinya atau secara spontan. GUT dianggap belum lengkap, karena hanya menggabungkan tiga interaksi dari empat interaksi yang ada di alam semesta. Oleh karenanya muncul kemudian ide untuk menggabungkan keempat interaksi alamiah tersebut yang kemudian disebut dengan Theory of Everything (TOE). 11GUT adalah satu-satunya teori yang memungkinkan kita untukmenelusuri kembali sejarah alam semesta semenjak kelahirannya pada waktu Planck. Pada waktu kelahiran alam semesta, besarnya temperatur adalah 1032 derajat kelvin dan segala sesuatu terdapat dalam bentuk radiasi. Pada waktu-waktu yang selanjutnya, terjadi pengrusakan simetri yang menghasilkan massa. Tabel berikut ini memperlihatkan kronologi dari peristiwa-peristiwa yang terjadi sejak kelahiran alam semesta, dan juga menunjukkan energi, temperatur dan besarnya ukuran dari alam semesta pada waktu-waktu yang bersangkutan. 12Hasil-hasil dalam tabel ini dihasilkan dari model kosmologi yang digabungkan dengan teori unifikasi agung (GUT = Grand Unified theory).

13Mengenal Ide Theory of Everything Theory of everything ditafsirkan dalam banyak versi diantaranya adalah supersimetri dan superstring/supertali. TOE mempunyai makna sebuah teori kemanunggalan agung yang menggabungkan semua teori yang ada menjadi hanya sebuah teori terpadu yang kemudian diekspresikan dalam bentuk persamaan. Ide superstring dicetuskan antara lain oleh John Schwarz dari Institut Teknologi Kalifornia dan Michael Green. Superstring adalah teori tentang semesta berdimensi sepuluh dimana penyusunan dasar materi dan energi bukanlah berupa titik melainkan tali-tali superkecil (string). Tali-tali tersebut apabila 1033 tali dijajarkan panjangnya kira-kira hanya satu meter14Mengenal Ide Theory of Everything Untuk menguji prakiraan eksperimental teori superstring, seseorang harus mampu melakukan proses matematika yang disebut dengan kompaktifikasi, yaitu proses mereduksi teori sepuluh dimensi menjadi dunia nyata empat dimensi (tiga dimensi ruang satu dimensi waktu). Untuk memastikan apakah teori superstring akan menjadi Theory of everything masih dibutuhkan waktu yang lama. Penelitian-penelitian terus dilakukan untuk kemudian menemukan Theory of everything. 15

Sekian TERIMAKASIH16