Higgs Boson Field, Karena "Massa" Memang Sudah Harus Didefinisikan

Assalamualaikum sobat...

Yup kembali lagi bertemu dengan the Papyrus blog... Nah sobat pasti sering denger kata massa kan? Itu lo yang satuannya kg... Loh bukannya itu berat ya??? Nah jangan sampe ketuker ya sob dengan berat... Berat sendiri merupakan gaya yang diperoleh dari massa dikali dengan percepatan gravitasi. Bahkan dalam definisi lebih kompleks, berat didefinisikan sebagai interaksi massa dengan gravitasi. Trus kalo gitu definisi massa apa dong???

Apa itu massa?

Massa adalah jumlah partikel yang dimiliki oleh suatu benda.

Pernyataan ini masih cukup umum dan belakangan diketahui bahwa pernyataan ini kurang
tepat (akan dijelaskan kemudian). 

Definisi yang lebih baik menyatakan bahwa massa adalah sifat inersia suatu benda. Artinya seberapa cenderung benda tersebut untuk mempertahankan posisinya. Benda yang memiliki massa yang besar akan lebih sulit untuk diubah pergerakannya dibanding dengan benda yang bermassa kecil. Nah pernyataan ini juga cukup membingungkan memang. Definisi ini hanya mengubah statemen dari persamaan F = m x a (gaya sama dengan massa dikali percepatan)

Karena itu mereka tidak puas...

Yup manusia tidak puas dengan definisi tersebut. Muncullah hipotesis yang menyebutkan bahwa massa suatu benda diawali dengan adanya medan yang disebut dengan Higgs Boson Field. Karena bentuknya medan, tentu sangat mustahil untuk menemukannya secara langsung. 

Karena tidak semua yang tak terlihat itu tidak ada...

Gambar 1 : Ilustrasi kreatif partikel
Source : http://www.iflscience.com/physics/researchers-might-have-found-clues-in-the-hunt-for-neverbeforeseen-particle/

Yup, Higgs Boson Field ini memang sulit dideteksi. Namun bukan berarti tidak ada bukan??? Udara disekitar kita tidak terlihat, namun kita yakin bahwa udara itu memang ada. Ya, karena kita mampu mendeteksinya dengan perantara tubuh kita.  Keyakinan kita bertambah ketika kita telah mampu mengamati keberadaan atom-atom penyusun udara tersebut. Higgs Boson Field ini juga seperti itu. Kita butuh sebuah alat yang bisa digunakan untuk mendeteksi partikel yang dapat meyakinkan ilmuwan akan adanya medan ini. Partikel inilah yang disebut dengan partikel Higgs Boson. Partikel ini baru mampu dicium jejaknya oleh alat Large Hadron Collider (sebuah alat pemercepat partikel yang dimiliki oleh CERN) pada tahun 2012 lalu.

Trus...?

Jika hipotesis para ilmuwan benar maka Higgs Boson Field pasti ada disekitar kita. Medan ini memberikan massa pada partikel elementer. Partikel elementer (menurut pemahaman yang dipahami hingga sekarang) adalah partikel dasar yang menyusun alam semesta dan tidak memiliki penyusun lagi (tidak dapat dibagi lagi). 

Bos! kata orang, partikel yang tidak dapat dibagi lagi itu namanya atom???

Yup, itu pemahaman kuno. Pada kenyataannya atom masih tersusun atas proton, neutron, dan elektron. Benar bahwa elektron merupakan partikel elementer. Namun untuk proton dan neutron mereka sejatinya disusun oleh quarks-quarks. Quarks sendiri masih dibagi lagi kedalam 6 jenis.

Partikel elementer (menurut teori yang disebut dengan standard model) digolongkan dalam dua jenis, yaitu fermion dan boson. Fermion adalah partikel yang menyusun mayoritas benda di alam semesta. Sedangkan boson adalah jenis partikel yang keberadaannya menyebabkan kemunculan gaya.

Gambar 2 : Partikel elementer menurut standard model
source : https://www.kek.jp/en/Research/IPNS/

Trus gimana kok si boson bisa ngasih masa ke benda?

Penemuan partikel Higgs Boson mengindikasikan bahwa Higgs Boson Field memang ada. Menurut teori standard model, partikel merupakan perwujudan dari medan yang tereksitasi. Sehingga ketika partikel Higgs Boson ditemukan maka medan tersebut memang benar-benar ada. Pada kenyataannya partikel itu memang ada (dari jejak yang ditemukan oleh large hadron collider). Hal ini berdampak bahwa medan Higgs Boson memang ada.

Bayangkan medan tersebut layaknya air didalam gelas. Kemudian kita jatuhkan sebuah benda ke dalam gelas tersebut. Tentu kita akan melihat bahwa molekul air didalam gelas tersebut akan tergoncang karena keberadaan benda yang kita jatuhkan. Sama seperti analogi tersebut, air diibaratkan sebagai medan Higgs Boson. Benda tersebut diibaratkan sebagai partikel elementer. Keberadaan partikel elementer membuat riak dalam medan Higgs Boson. Riak tersebut adalah interaksi dari medan yang menyebabkan partikel memiliki massa. Semakin besar interaksi partikel elementer dengan medan tersebut maka semakin besar massa yang akan diperoleh. Artinya semakin sulit suatu benda dapat berubah kecepatannya. Perlu dicatat juga adalah bahwa partikel tidak perlu bergerak agar mereka berinteraksi dengan medan ini.

Tidak semua partikel berinteraksi dengan medan ini. Foton dan gluon tidak berinteraksi dengan medan ini yang menyebabkan kedua partikel tersebut tidak memiliki massa. Dan karena tidak memiliki massa, foton bergerak dalam kecepatan yang selama ini dikenal dengan kecepatan cahaya.

Apakah semua massa di dunia ini diakibatkan oleh higgs boson?

Pada kenyataannya tidak. Higgs boson hanya menyumbang massa bagi partikel elementer tersebut. Sebuah proton yang tersusun atas 3 partikel elementer nyatanya memiliki massa jauh lebih besar dari jumlah massa partikel elementer tersebut. Bahkan partikel tersebut hanya menyumbang sekitar 1 hingga 2 persen dari total massa suatu proton

Lalu apa?

Sobat semua harus ingat persamaan terkenal einstein E=mc^2 (energi sama dengan massa dikali kecepatan cahaya dikuadratkan). Didalam sebuah proton ternyata terjadi interaksi yang menimbulkan energi kinetik dan energi potensial. Energi potensial ini disebabkan oleh partikel elementer bernama gluon yang menimbulkan gaya nuklir kuat. Gaya ini yang mengikat 3 quarks tersebut. Kemudian ada energi kinetik yang disebabkan oleh pergerakan dari quark. Energi ini menurut persamaan einstein diwujudkan berupa massa dan energi inilah yang menyusun 99 persen massa proton.

Inilah mengapa definisi massa yang menyebutkan bahwa massa adalah banyak zat yang dikandung dirasa kurang tepat.

The last...

Jika melihat penjelasan terakhir diatas penemuan partikel Higgs Boson tidak terlalu berpengaruh terhadap definisi massa bahkan bisa dianggap tidak penting. Namun perlu disadari bahwa energi yang dikandung dalam proton atau netron sehingga bisa menimbulkan massa hanya dapat ada jika partikel elementernya memiliki massa. Tanpa adanya massa, interaksi yang menghasilkan energi tersebut tidak akan ada (ingat bahwa besarnya energi juga dipengaruhi oleh variabel massa). Tidak adanya interaksi akan menyebabkan atom tidak akan terbentuk sehingga dunia pun tidak akan terbentuk.

Yup, begitulah indahnya dan kompleksnya alam semesta yang telah diciptakan Allah Swt. Sekali lagi penjelasan diatas belumlah pasti benar, masih berupa hipotesis. Kita harus sadar dan merendahkan diri bahwa ilmu kita jauh lebih kecil dari sekedar 1 molekul air didalam luasnya samudra.

Masih besar kemungkinan untuk menyingkap sesuatu yang lebih benar.

Sekian sobat...
Semoga bermanfaat...

Note :

Bagi sobat semua yang menemukan kejanggalan dari penjelasan diatas sudilah kiranya untuk menyampaikannya di kolom komentar. Semoga diskusi yang ada dapat melengkapi ketidaktahuan dan kekurangpahaman yang dimiliki penulis.

Tweet

Jangan sampai ketinggalan postingan-postingan terbaik dari The Papyrus. Berlangganan melalui email sekarang juga:

Atau sobat juga bisa follow The Papyrus dengan mengklik tombol di bawah ini:

Artikel keren lainnya:

Ditulis oleh Izzun Nafis pada tanggal Wednesday, June 6, 2018