FORUM STUDI ISLAM

Riwayat

Pertengahan th 1930-an, pengetahuan tentang materi nampak hampir selesai, yaitu bahwa materi tersusun atas susunan proton, netron (yang keduanya membentuk inti atom) dan eletron. Namun beberapa tekaiteki masih tersisa, seperti : apa yang menjaga proton-proton dan netron-netron dalam membentuk inti ? Gaya apa yng terlibat dalam peluruhan radioaktif ?

Dengan menggunakan akselerator – suatu alat untuk meneliti struktur materi yang sangat kecil dengan kecepatan sangat tinggi -, ternyata dunia partikel sangat kaya ! Banyak sekali partikel yang mirip dengan proton dan netron (dinamakan barion) dan ditemukan suatu famili baru partikel yang dinamakan meson. Awal 1960-an seratus lebih partikel berhasil diidentifikasi, tetapi fisikawan belum berhasil memahaminya.

Dua fisikawan Gell-Man & Zweig (1964) mengusulkan adanya partikel baru yang lebih kecil dari proton dan netron, yang dinamakan quark. Mereka menjelaskan barion dan messon dengan adanya 3 jenis quark ( up, down, strange) dan antiquark-nya. Ide revolusionernya adalah bahwa quark memiliki muatan elektris 2/3 dan –1/3, suatu harga yang belum pernah diamati ! Antiquark adalah pasangan anti materi quark, yang memiliki massa yang sama tetapi bermuatan listrik berlawanan. Jika quark bertemu dengan antiquark, bisa ber-anihilasi, menghilang dan menghasilkan sejumlah energi. 30 th kemudian, ide quark dikonfirmasikan.

Model standar

Model standar partikel dasar dan interaksi, menyebutkan bahwa :

- 6 jenis quark (up, down, strange, charm, bottom, up)
- 6 partikel yang dinamakan lepton, - salah satunya elektron,
- 4 interaksi, yaitu kuat, lemah, elektromagnetik dan gravitasi

1. Partikel tersusun atas quark

Muatan listrik pecahan tidak pernah ditemukan karena quark tidak pernah ditemukan secara terpisah, tetapi selalu dalam bentuk partikel komposit yang disebut hadron. Ada dua kelas hadron, yaitu :

- barion yang terdiri atas 3 quark
- meson yang terdiri 1 quark dan 1 antiquark

2. Lepton

    Jika quark tidak ditemukan terpisah, 6 jenis lepton bisa ditemukan secara terpisah, yaitu :

- elektron, yang sangat dikenal
- muon
- tau
- 3 jenis neutrino, tidak bermuatan, bermassa sangat kecil : neutrino elektron, nuetrino muon dan neutrino tau

    Masing-masing lepton memiliki antilepton

3. Gaya dan interaksi

1. Gravitasi

Meskipun sangat terkenal, gaya ini tidak diperhitungkan dalam Model standar, karena pengaruhnya yang terlalu kecil. Partikel pembawa gravitasinya adalah graviton.

2. Elektromagnetik

Gaya ini mengikat elektron dan inti membentuk atom netral. Atom-atom bergabung membentuk molekul atau kristal, karena adanya muatan pada substrukturnya. Partikel pembawanya foton

3. Kuat

Gaya ini yang mengikat quark menjadi hadron, Partikel pembawa gayanya disebut gluon. Ikatan proton dan netron membentuk inti adalah gaya kuat sisa (residual strong interaction) karena kuatnya interaksi quark dan gluon. Lepton tidak dikenai gaya kuat. Partikel pembawanya gluon.

4. Lemah
   Yang berperan dalam perubahan dari suatu tipe quark ke tipe lain atau suatu jenis lepton ke lepton lainnya. Gaya ini bertangggung jawab dengan fakta bahwa seluruh quark dan lepton yang lebih massif luruh menghasilkan quark dan lepton yang lebih ringan. Itulah sebabnya materi stabil di sekitar kita hanya terdiri dari elektron dan dua jenis quark yang paling ringan ( up dan down). Partikel pembawa gaya lemah adalah bosson W dan Z