Sejarah antimateri dimulai pada tahun 1928 oleh seorang fisikawan muda bernama Paul Dirac dan persamaan matematika yang aneh ...
Persamaannya, memprediksi kemungkinan adanya keberadaan anti-Dunia yang identik dengan dunia kita, tetapi terbuat dari anti-materi. Apakah ini mungkin? Jika iya, dimana dan bagaimana kita dapat mencari anti materi?
Dari tahun 1930, pencarian unsur dari anti-materi, antipartikel, dimulai, dan telah terjadi pengaruh utama dibalik evolusi ilmiah selama 70 tahun terakhir
Dari 1928 sampai 1995
1928 : Awal mula
Sejarah antimateri dimulai dari seorang fisikawan muda bernama Paul Dirac dan siratan dari persamaan matematikanya..Saat itu awal abad ke 20, tahun-tahun yang menarik ketika hal paling dasar dalam fisika diguncang oleh penampakan dari dua teori yang penting: relativitas dan mekanika kuantum
Pada
tahun 1905 Albert Einstein mengungkap teorinya, “Relativitas Khusus”,
yang menjelaskan hubungan antara ruang dan waktu, dan antara energi dan
massa dalam persamaannya yang terkenal E=mc2. Sementara itu, percobaan
eksperimen telah mengungkapkan bahwa cahaya seringkali berperilaku
seperti gelombang, tetapi di lain waktu berperilaku seperti partikel
yang sangat kecil. Max Planck mengusulkan bahwa setiap gelombang cahaya
harus terdiri dari paket kecil, yang diberi nama “quantum”. dengan ini
cahaya tidak hanya sebagai gelombang atau partikel, tetapi bisa
berperilaku keduanya.
Tahun
1920 an, fisikawan mencoba mengaplikasikan konsep yang sama kepada atom
dan penyusunnya, dan akhir dekade, Erwin Schrodinger dan Werner
Heisenberg telah menciptakan teori baru fisika, kuantum teori. Hanya
saja, masalahnya sekarang adalah teori kuantum tidaklah relativistik
-berarti penjelasan kuantum bekerja hanya untuk partikel yang bergerak
lambat, dan tidak untuk yang berkecepatan tinggi (atau disebut
relativistik), hampir secepat cahaya.
Pada
tahun 1928, Paul Dirac menyelesaikan masalahnya : dia membuat
persamaan, dimana mengkombinasikan teori kuantum dan relativitas khusus,
untuk menjelaskan perilaku elektron. Persamaan Dirac membuat dia menang
dalam Penghargaan Nobel tahun 1993, tetapi juga menunjukkan masalah
lainnya: seperti persamaan x2 = 4 dapat mempunyai dua kemungkinan solusi
(x= -2 atau x=2), jadi persamaan Dirac dapat mempunyai dua solusi,
satu untuk elektron dengan energi positif, dan satu untuk elektron
dengan energi negatif. Tetapi di dalam fisika klasik (yang masuk akal),
hanya ada angka positif.
Dirac
mengartikan ini bahwa setiap partikel yang ada memiliki antipartikel,
partikel yang sama persis tetapi memiliki charge yang berlawanan. Untuk
elektron, ada yang dinamakan “antilektron” sangat sama persis tetapi
memiliki charge listrik yang positif. Saat kuliah Nobelnya, Dirac
berspekulasi tentang adanya Alam Semesta yang komplit yang terbuat dari
Anti Materi!
1930: Alam membantu
Dari tahun 1930, pencarian misteri antipartikel dimulai
Sebelumnya,
Victor Hess (Pemenang Penghargaan Nobel tahun 1936) menemukan sumber
alami dari partikel ber-energi tinggi: Sinar Kosmik. Sinar Kosmik adalah
partikel berenergi sangat tinggi yang datang dari luar angkasa dan
ketika mereka menabrak Atmosfir Bumi, mereka menghasilkan pancaran
partikel berenergi rendah dalam jumlah besar yang dibuktikan secara
sukses oleh fisikawan.
Tahun
1932 Carl Anderson, profesor muda dari Institut Tekhnologi California,
mempelajari pancaran dari partikel kosmik dalam “Ruang berawan (Sebuah
detektor diisi dengan gas yang dekat dengan titik kondensasi, di mana
lintasan partikel pengion ‘terwujud dalam bentuk trek yang terbuat dari
tetesan)” dan melihat bekas yang ditinggalkan oleh “sesuatu yang
tercharge secara positif, dan memiliki masa yang sama dengan elektron”.
Setelah hampir satu tahun dari usaha dan pengamatannya, dia memutuskan
bahwa jejak itu benar-benar adalah antielektron, setiap yang dihasilkan
bersama-sama dengan elektron dari dampak sinar kosmik dalam ruang awan.
Dia menyebut antielektron sebagai “Positron”, karena memiliki charge
positif. Dikonfirmasi setelahnya setelah Occhialini dan Blackett,
penemuan yang memberikan Hadiah Nobel pada tahun 1936 dan dibuktikan
keberadaan dari antipartikel seperti yang diprediksi oleh Dirac.
Untuk
beberapa tahun kemudian, sinar kosmik adalah merupakan satu-satunya
sumber partikel berenergi tinggi. Penemuan yang terus menerus dibuat,
tetapi untuk selanjutnya, pencarian dialihkan ke antipartikel dan
antiproton (pasangan anti dari proton dan lebih berat daripada
positron), fisikawan harus menunggu 22 tahun lagi..1954 : Peralatan Power
Pencarian
antiproton menghangat pada tahun 1940 dan 1950, sebagaimana
laboratorium percobaan mencapai energi tertinggi yang pernah dibuat
Pada
tahun 1930, Ernest Lawrence (Pemenang Nobel tahun 1939) menemukan
cyclotron, sebuah mesin yang akhirnya bisa mempercepat partikel seperti
proton sampai ke energi beberapa puluh MeV. Awalnya didorong oleh usaha
untuk menemukan antiproton, era akselerator dimulai, dan dengan ini
cabang Sains baru yaitu “Fisika Energi Tinggi” lahir.
Yaitu
lawrence pada tahun 1954, membangun Bevatron di Berkeley, California
(BeV, pada awalnya, tetapi sekarang disebut GeV). The Bevatron dapat
menumbukkan dua proton bersamaan pada anergi 6.2 GeV, diharapkan dapat
menjadi optimal untuk menghasilkan antiproton. Sementara itu tim
fisikawan, dikepalai oleh Emilio Segre, merancang dan membuat detektor
khusus untuk melihat antiproton.
Pada oktober tahun 1955 ada berita besar di halaman New York Times : “New Atom Particle Found; Termed a Negative Proton”
– Partikel Atom baru, ditemukan : Disebut sebagai Proton Negatif”.
Dengan penemuan antiproton, Segre dan kelompok kerja samanya, (O
CHamberlain, C. Wiegand dan T.Ypsilantis) telah sukses sebagai bukti
terdepan dari simetri alam yang penting, antara materi dan antimateri.
Segre
dan Chamberlain yang dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1959. Hanya
setahun setelahnya, kelompok kedua bekerja pada Bevatron (B. Cork, O.
Piccione, W. Wenzel dan G. Lambertson) mengabarkan penemuan Antineutron.
1965 Anti-inti (antinuclei)
Pada
waktu ini, semua partikel yang membuat atom (elektron, proton dan
neutron) diketahui telah memiliki pasangan antipartikelnya
masing-masing. Jadi jika partikel diikat bersama dalam atom, satuan
dasar dari materi; secara alami dapat dipikirkan bahwa antipartikel,
diikat bersama dalam antiatom, yaitu satuan dasar dari antimateri.
Tetapi
apakah materi dan antimateri sama persis dan berlawanan, atau simetris,
seperti yang disiratkan oleh Dirac? Langkah penting selanjutnya adalah
untuk menguji simetris ini. Fisikawan ingin mengetahui: Bagaimana
antipartikel subatomis berperilaku ketika mereka bersama? Akankah
antiproton dan sebuah antineutron tetap bersama untuk membentuk
anti-inti / antinucleus, seperti proton dan neutron tetap bersama-sama
untuk membentuk inti atom?
Jawaban
pertanyaan anti-inti ditemukan pada tahun 1965 dengan pengamatan dari
antideuteron, inti dari antimateri yang terbuat dari antiproton ditambah
sebuah antineutron (deuteron yaitu, inti dari atom deuterium, yang
terbuat sebuah proton ditambah sebuah neutron). Tujuannya adalah
menyamakan pencapaian oleh dua tim fisikawan, satu dipimpin oleh Antonio
Zinchichi, menggunakan Proton Synchroton di CERN, dan yang satunya lagi
dipimpin oleh Leon Lederman, menggunakan akselerator Alternating
Gradient Synchroton (AGS) di Brookhaven National Laboratory, New York.
1995 : dari antipartikel sampai antimateri
Setelah
membuat anti-inti, secara alami pertanyaan selanjutnya adalah, dapatkah
anti elektron terikat bersama anti-inti untuk membuat anti-atom?
Fakta
jawaban tersebut dapat diungkapkan baru-baru ini, terima kasih untuk
mesin unik CERN, the Low Energy Antiproton Ring (LEAR). Kebalikan dari
akselerator, LEAR sebenarnya “melambatkan” antiproton. Fisikawan
kemudian dapat mencoba menguatkan positron (atau antielektron) untuk
terikat dengan antiproton, membuat antihidrogen, sebuah antimateri atom
yang nyata.
Menjelang akhir tahun
1995, antiatom serupa dihasilkan di CERN oleh tim fisikawan jerman dan
itali. Walaupun hanya sembilan antiatom yang dibuat, berita itu begitu
mendebarkan bahwa memenuhi halaman depan banyak surat kabar di dunia.
Pencapaian
ini menyarankan bahwa atom antihydrogen bisa memainkan peran dalam
studi anti-dunia mirip dengan atom hidrogen di semua abad dari sejarah
sains. Hidrogen membuat tiga perempat dari alam semesta kita, dan dari
yang telah kita ketahui tentang alam semesta telah ditemukan oleh karena
mempelajari hidrogen biasa.
Tapi
apakah antihidrogen berperilaku persis seperti hidrogen yang biasa?
untuk menjawab pertanyaan ini CERN memutuskan untuk membangung fasilitas
eksperimen baru: Antiproton Decelerator
Referensi
- http://press.web.cern.ch/livefromcern/antimatter/history/AM-history00.html
No comments:
Post a Comment