Partikel Tuhan

"Hal terindah yang dapat kita alami adalah misteri. Misteri adalah sumber semua seni sejati dan semua ilmu pengetahuan."

-Albert Einstein- 

Tahun 1964, Peter Higgs membatalkan rencananya untuk berkemah di Western Highland, Skotlandia. Namun akhir pekannya yang dihabiskan secara membosankan itu justru membawa berkah. Di tengah hujan yang deras, Higgs menemukan teori yang menjadi pelengkap model standar partikel yang menyusun segala  materi di alam semesta. Kelak partikel itu dinamakan Higgs Bosson. Higgs diambil dari nama penemunya & Bosson adalah jenis partikel pembawa gaya / energi. Materi inilah yang diduga meberikan massa bagi partikel. Tanpa partikel ini, tidak akan ada massa, maka tak ada partikel, maka tak ada alam semesta, maka tak ada diri kita di dunia ini.

Peter Higgs

Sontak, ia mengirim gagasannya tersebut kepada jurnal Physiscs Letter milik CERN (Conseil Européene pour la Recherche Nucléaire  / The European Organization for Nuclear Research). Namun ditolak, kemudian ia mengirimnya ke jurnal Amerika, Physical Review Letter. Tahun 1994, seorang peraih nobel fisika, Leon Lederman, menulis buku tentang partikel Higgs Bosson, berjudul "Goddamn Particle : If The Universe Is the Answer, What Is The Question ?". Namun istilah Goddamn ditolak pihak penerbit, sehingga diganti dengan istilah God Particle. Dimulai dari situlah istilah partikel Tuhan mulai populer. Karena peran partikel tersebut yang dianggap sangat penting sebagai batu fondasi penyusun alam semesta. Sebuah istilah yang dibenci oleh penemunya, Peter Higgs, karena ia adalah seorang atheist. 

Buku The God Particle

                                

Ilmuwan di seluruh dunia sepakat, bahwa model standar partikel fundamental penyusun semua materi alam semesta ada 12 partikel fundamental & 6 gaya pembawa. Semua sudah ditemukan dalam laboratorium. Kecuali partikel yang satu itu, Higgs Bosson. 

Standar Model Partikel

Lantas, para ilmuwan fisika partikel seluruh dunia bersaing memburu partikel misterius tersebut. Hanya ada 2 tempat di dunia ini yang memiliki fasilitas yang memadai dalam memburu partikel tersebut, yaitu di Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), Amerika Serikat dengan mesin Tevatron & CERN dengan mesin LHC (Large Hadron Collider). Namun Fermilab menutup laboratoriumnya pada September 2011, sehingga penelitian dipusatkan di CERN. Disanalah serangkain mesin penelitian partikel paling canggih dan paling besar di dunia berada. Mesin LHC berbentuk lingkaran yang berada 175 meter di bawah tanah dan memiliki panjang keliling 27 kilometer mengelilingi negara Swiss dan Prancis. Terdapat 4 mesin detektor di LHC, yaitu CMS (Compect Muon Solenoid), ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus), ALICE (A Large Ion Collider Experiment) & LHCB (LHC Beauty). 

LHC Membentang Sepanjang 27 Kilometer di Perbatasan Swiss & Prancis

Ilustrasi LHC di Bawah Tanah

Di dalam mesin tersebut para ilmuwan melakukan tumbukan parikel proton yang dipercepat mendekati kecepatan cahaya dengan menggenjot daya mesin sampai 4 TeV (trilliun elektron volts). Dua partikel proton dipercepat mendekati kecepatan cahaya, sampai lebih dari 290.000 kilometer per detik (99% kecepatan cahaya) dan kemudian dipertemukan sehingga terjadi tumbukan yang menciptakan pecahan - pecahan partikel yang jauh lebih kecil. Dari hasil pecahan itulah ilmuwan mencoba mendeteksi keberadaan Higgs Bosson. Sehingga pencarian Higs Bosson bagaikan mencari sebutir pasir unik di hamparan padang pasir.

Ilustrasi Tumbukan Partikel Proton Dengan Kecepatan Mendekati Kecepatan Cahaya & Tingakt Energi Yang Sangat Tinggi

Berikut merupakan pemandangan di dalam LHC, dengan beberapa mesin raksasanya, di dalamnya terdapat pipa paling hampa udara di dunia dengan kumparannya yang bersuhu -271 derajat celcius, menjadi tempat terdingin di dunia serta ruang tumbukan partikel yang menjadi rongga paling panas di dunia :

Peter Higgs di LHC

Tumbukan partikel proton di mesin LHC tersebut adalah simulasi momen sepersemiliar detik pasca big bang, yaitu ledakan awal terciptanya alam semesta. Atau dikenal juga dengan istilah the moment of creation, momen ketika Tuhan menciptakan dunia beserta isinya, seperti yang dikatakan oleh pemeran utama dalam film Angles & Demonds, yang juga mengambil setting dengan penelitian CERN ini. Karena pasca ledakan big bang tersebut, alam semesta dipenuhi belasan partikel elementer yang melaju bebas dengan kecepatan cahaya, tanpa massa. Barulah partikel berinteraksi dengan medan Higgs dan mendapatkan massa.  

Timeline Big Bang Selama 13,7 milyar tahun

                              

Karena peristiwa tumbukan partikel yang begitu dahsyat tersebut, timbul ketakutan masyarakat internasional akan terciptanya black hole (lubang hitam) yang bisa menelan benda di sekitarnya termasuk seluruh bumi. Ketakutan tersebut juga menjadi isu salah satu penyebab kiamat 2012. Namun ketakutan terbesar itu tidak terbukti sampai saat ini.

Suharyo Sumowidagdo, Salah Satu Ilmuwan Indonesia Yang Bekerja di CERN

FYI (For Your Info) : CERN adalah pencetus World Wide Web (WWW) pertama kali, sistem jaringan internet yang dirancang oleh ilmuwan CERN, yaitu Tim Berners Lee. Namun dengan segala kerendahan hatinya, Tim tak mendaftarkan temuannya itu ke badan hukum pendaftaran hak paten. Karena ia ingin temuannya menjadi miliki seluruh umat manusia dan menjadi sumbangsihnya bagi kemajuan dunia. Pada 30 April 1993, CERN mengumumkan WWW menjadi bebas digunakan untuk masyarakat umum. CERN juga memiliki jaringan komputer yang disebut Grid, yang tersebar di beberapa penjuru dunia yang bertujuan memproses data penelitian utama CERN. Grid memiliki kecepatan 10.000 kali kecepatan internet biasa. Wow ! >:-O

Rabu, 4 Juli 2012 menjadi hari bersejarah bagi CERN, Peter Higgs, para ilmuwan fisika dan masyarakat sains di seluruh dunia. Higgs Bosson akhirnya ditemukan di lembaga yang dulu menolak jurnal yang diajukan oleh penemu teorinya. "Kita telah menemukan batu fondasi yang hilang dalam fisika partikel" ujar Direktur CERN Rolf Heuer. "Ini salah satu penemuan terbesar dalam 30-40 tahun terakhir" ujar  Joe Incandela, salah satu ilmuwan CERN. Peter Higgs yang menghadiri konfrensi pers atas penemuan tersebut tak bisa menahan rasa harunya, ia berkomentar "Awalnya saya tak mengira bahwa saya masih hidup ketika ini terjadi (red : penemuan partikel Higgs Bosson)".

Peter Higgs Menghadiri Konfrensi Pers Penemuan Higgs Bosson

Dua hari sebelum konfrensi pers tersebut, para wartawan sudah mondar mandir untuk mencari informasi. Setiap ilmuwan yang lewat dicegat untuk dimintai keterangan. Namun para ilmuwan diminta bungkam mengenai perkembanga penelitian sampai hari H konfrensi pers. Bahkan sekedar senyum saja dilarang, karena nantinya akan dianggap sebagai keberhasilan. Walau demikian, para awak media menduga bakal adanya temuan besar. Karena ada konfirmasi kehadiran Peter Higgs. Tak biasanya beliau diundang, hal tersebut menandakan memang penemuan kali ini luar biasa. Di hari pengumuman, para wartawan tersebut sudah antre di depan gedung sejak pukul 05.00 pagi. Bahkan di antara mereka ada yang membawa bantal dan kasur kecil. Di New York, para fisikawan Columbia University memaksa bar tempat mereka biasa nongkrong untuk membuka warungnya hingga melewati jam tutup demi menyaksikan pengumuman tersebut melalui televisi. Di Melbourne, Australia, ratusan fisikawan peserta Conference on High Energy Physics bertepuk tangan menyambut pengumuman tersebut. Bahkan di Inggris, ilmuwan kawakan Stephen Hawking mengaku kepada wartawan BBC bahwa ia telah kalah bertaruh 100 dollar dengan temannya karena ia meyakini bahwa partikel Higgs tidak ada. Di akhir pidato pengumuman, Michael Tuts, salah satu ilmuwan CERN maju ke depan dan membuka tutup botol sampanye.

Salah satu Holy Grail dalam dunia fisika berhasil ditemukan. Fisikawan bernafas lega dan berpesta. Mungkin para ilmuwan CERN sudah berceletuk ria "Sampai jumpa di Oslo, untuk penghargaan hadiah nobel....".

Lantas...

Kemudian kita bertanya - tanya

Apa manfaat praktis, bagi kehidupan sehari - hari dari penemuan patikel Tuhan ini ?

Secara filosofis, penemuan ini semakin memuaskan hasrat keingintahuan manusia tentang sebuah materi dasar pembentuk alam semesta. Darimana kita (secara materi) berasal, itu mungkin menjadi salah satu pertanyaan filosofis yang banyak mengusik pikiran orang. 

Pada mulanya, filosofi India & China kuno mengatakan bahwa dunia tercipta dari 4 elemen dasar, yaitu air, tanah, api & angin.

4 Elements

Kemudian, Democritus, filosof Yunani kuno mencetuskan gagasan tentang keberadaan atomos. Yaitu unsur paling kecil dari segala materi yang tak bisa dibagi lagi jika dipotong - potong.

Di abad ke 19 sampai abad 20, penelitian atom mulai berkembang pesat. Ilmuwan menemukan unsur - unsur kimiawi berdasarkan susunan atom & ikatan persenyawaannya.

Kemudian ilmuwan merasa puas dengan penemuan 3 unsur atom, yaitu proton, neutron & elektron. Mereka menganggap ketiga hal tersebut menjadi inti dasar yang paling fundamental dari setiap materi.

Namun, seiring perekembangan penelitian empiris & teoretis, ternyata unsur - unsur dasar itu masih sangat banyak dan semakin kompleks. Inti atom masih terus dapat dibagai - bagi sampai unsur terkecil, bahkan  unsur - unsur tersebut memiliki banyak tipe yang diklasifikasikan berdasarkan muatan listrik, massa, spin (putaran) & masa (waktu) aktifnya sebelum akhirnya meluruh. Hingga ilmuwan membuat model standar sebuah unsur dasar dari semua materi yang terdiri dari Fermion (pembentuk materi) sebanyak 12 macam & Bosson (pembawa gaya) sebanyak 6 macam. Fermion terdiri dari Quark sebanyak 6 macam & Lepton sebanyak 6 macam. Dari standar model ini bisa dibentuk Theory of everything atau Great Unification Theory alias teori segalanya, yaitu teori yang menghubungkan semua gaya dasar di jagad raya, sehingga hanya dengan 1 persamaan rumus kita dapat menjelaskan segala fenomena sains di alam semesta ini. Salah satu holy grail lainnya dalam dunia fisika. Bahkan konon, Einstein meninggal di atas kasurnya dengan memegang kertas & pensil yang berisi coret - coretan mengenai teori tersebut. 

Dua persamaan fisika yang sangat revolusioner dalam sejarah, persamaan Einstein & Newton, memasukkan faktor massa di dalamnya. Persamaan Einstein menghubungkan kaitan antara massa dengan energi, kemudian persamaan Newton menghubungkan kaitan antara massa dengan gravitasi. Namun tak ada satu pun yang memikirkan apakah hakikat massa, apa itu massa, darimana massa berasal, mengapa ada massa.

Dari penemuan partikel fundamental yang begitu banyak, ditemukan keanehan. Mengapa ada partikel yang memiliki massa yang besar, tetapi ada pula partikel yang memiliki massa yang sangat kecil bahkan hampir tak bermassa. Partikel yang nyaris nir massa tersebut adalah neutrino, yang dijuluki ghost particle alias partikel hantu. Sifat neutrino yang hampir tak bermassa tersebut, membuat beberapa pengamat berhipotesis bahwa neutrino merupakan partikel yang dapat menembus dimensi ruang & waktu yang berbeda. Berangkat dari keberagaman kandungan massa tersebut, ilmuwan tergelitik untuk mencari tahu dari mana massa berasal. Kalau ada partikel yang hampir tak bermassa dan ada yang bermassa, maka dapat dikatakan bahwa ada suatu medan gaya yang membuat sebuah partikel menjadi memiliki massa. Itulah Higgs Bosson.  

Yang tak kalah menariknya, ada sebuah pendapat dari seorang fisikawan Amerika Serikat yang mengatakan bahwa penemuan Higgs Bosson ini dapat memungkinkan manusia untuk memanipulasi medan energi dan menghilang, seperti yang saya kutip dari sebuah paragraf berita online tempo di bawah ini :

"Lalu apa yang mungkin bisa dikembangkan dari teori ini ? Apakah memungkinkan manusia bisa menghilang ? Secara teori, menurut fisikawan Universitas Negeri Arizona, Lawrence Krauss, mungkin. Tentunya jika ada perlakuan khusus yang bisa memanipulasi medan di sekitar partikel secara lokal. Maka bisa terjadi sebuah obyek menghilang, sehingga menjadi sebuah pengembangan senjata yang hebat atau trik sulap yang mencengangkan. Tapi, ingat, jika bisa menghilangkan, tentunya harus bisa mengembalikan seperti semula, yaitu memunculkan lagi. Apakah mungkin juga untuk perjalanan menembus waktu ? "Tentu", kata Krauss. Jika medan partikel Higgs-Boson dimanipulasi dalam area yang besar sehingga memiliki energi, maka akan terjadi energi gravitasi yang repulsif. Akibatnya, wilayah-wilayah di alam semesta ini akan bergerak cepat dan memindahkan barang-barang lebih cepat ketimbang cahaya."

  

Listrik ketika pertama kali ditemukan, mungkin sama seperti partikel Higgs ini : abstrak. Bahkan listrik dianggap tak berguna karena berbahaya, bisa menyetrum bahkan sampai mematikan. Namun, ratusan tahun kemudian, yaitu saat ini, kita tak bisa hidup tanpa listrik. Banyak aspek kehidupan membutuhkan listrik.  Lampu, mesin motor, pabrik industri, jam, televisi, komputer, telepon, oven, magic jar dan masih banyak lagi, adalah benda - benda yang bersentuhan dengan kehidupan keseharian kita yang dialiri listrik. Motor listrik ditemukan di abad ke 19. Awalnya hanyalah dianggap mainan oleh penemunya, Michael Faraday. Tak ada satupun orang yang memprediksi bahwa benda tersebut kelak menghasilkan kereta yang bergerak dengan kecepatan 350 KM/jam. Itulah ilustrasi atas sebuah penemuan sains. Mungkin saat ini kita menganggapnya tak bermanfaat. Hanya konsumsi kepuasan para ilmuwan jenius. Hanya menambah materi mata pelajaran / kuliah di sekolah & universitas. Namun kita harus berpikir visioner, komprehensif, inovatif & kreatif. Dengan sifatnya yang eksponensial (berkembang sangat pesat), mungkin suatu saat kelak penemuan partikel Tuhan ini akan merevolusi total sendi - sendi kehidupan manusia. Sains fiksi akan menjadi kenyataan. Jika partikel listrik (elektron) membutuhkan ratusan tahun untuk ditemukan manfaatnya di kehidupan sehari - hari, mungkin dengan infrastruktur teknologi yang sudah ada saat ini, kita tak perlu menunggu waktu selama itu untuk menrasakan manfaat praktis dari penemuan partikel Tuhan.  

Eksplorasi terhadap partikel Higgs ini pun belum selesai sampai disini. Seperti yang dikatakan Emmanuel Tsesmelis, penasihat Direktur Jendral CERN untuk hubungan luar negeri, yang sempat berkunjung ke Universitas Indonesia akhir Juni lalu, bahwa mesin LHC akan diistirahatkan sepanjang 2013-2014, semua koneksi magnet akan diganti, kemudian tujuan akhir mereka adalah bekerja pada energi puncak, yaitu 7 TeV (trilliun elektron volts) !!! Karena memang penemuan yang ada hanyalah sebatas konfirmasi keberadaan partikel Higgs. Masih banyak yang harus diidentifikasi dari partikel Higgs, seperti sifat partikel, bagaimana partikel ini berinteraksi, dll. Kita tunggu saja, kejutan apa yang akan kita saksikan pada tingkat energi tersebut. 

Di tulisan - tulisan selanjutnya, saya akan mencoba menjelaskan bagaimana perkembangan sains mutakhir dapat membuka peluang kemungkinan akan adanya teknologi teleportasi, mesin waktu, alam semesta paralel, dimensi ekstra, zat anti materi dan hal - hal fantastis lainnya. Stay tuned !