Partikel Fundamental Dan Gaya Inti

Ada dua tujuan utama dari fisika, yang pertama adalah untuk mencari sebuah teori yang mencakup segala hal, dan yang kedua adalah untuk mencari partikel fundamental di alam semesta kita ini.

Sampai saat ini, kita sebagai pelajar di tingkat SMA, diajarkan bahwa partikel fundamental atau partikel terkecil di jagad raya ini adalah atom, dimana di dalam sebuah atom ada partikel lain yang lebih kecil yang bernama proton, neutron, dan electron.

Di dalam sebuah atom, proton dan neutron berada di tengah-tengah atom membentuk nucleus, sementara elektron berputar mengelilingi inti karena adanya gaya elektromagnetik yang bekerja di antara proton yang bermuatan positif dan electron yang bermuatan negatif.

Pertanyaannya adalah, jika elektron mengitari inti karena adanya gaya elektromagnetik, maka kenapa proton-proton yang bermuatan positif bisa berada sangat dekat dengan satu sama lain di inti atom?

Semenjak SD, kita telah diajarkan bahwa dua benda dengan muatan yang berbeda akan tarik menarik, sementara dua benda dengan muatan sama akan tolak menolak

Lalu bagaimana dengan inti atom? Bagaimana caranya proton-proton yang bermuatan positif tidak tolak menolak?

Logikanya, jika proton-proton dalam inti atom tidak tolak-menolak, maka seharusnya ada sebuah gaya yang berlaku berlawanan arah dengan gaya elektromagnetik yang seharusnya membuat proton-proton tolak menolak, yang kekuatannya jauh melebihi gaya elektromagnetik dalam inti atom.

Pertanyaannya adalah, gaya apakah itu? Dan bagaimana bisa ada gaya tersebut?

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita harus menerobos batas dari pelajaran yang kita terima di sekolah, dimana kita hanya diberitahu tentang keberadaan proton, neutron, dan elektron. Karena ternyata, proton dan neutron yang selama ini kita anggap sebagai partikel paling kecil, terdiri atas partikel-partikel lain yang lebih kecil, yang disebut dengan quark!

Nah, Quark inilah yang bertanggung jawab atas sebuah gaya yang sampai saat ini dipercaya sebagai gaya terkuat di alam semesta. Sebuah gaya yang lebih kuat dari ketiga gaya lainnya. Sebuah gaya yang dapat menahan gaya elektromagnetik di dalam inti atom. Inilah yang disebut Gaya Nuklir Kuat! (ada sumber lain yang menyebutnya sebagai gaya kuat, gaya nuklir, gaya inti, dll)

Apa hubungan antara keberadaan quark dan gaya ini?

Quark di dalam inti atom, ternyata saling berinteraksi antara satu sama lain, dengan cara melempar dan menangkap sebuah partikel bernama Gluon. Fisikawan percaya bahwa interaksi inilah yang pada akhirnya menimbulkan gaya nuklir kuat.

Jika proton dan neutron sama-sama terbentuk dari quark, kenapa proton bermuatan positif sedangkan neutron bermuatan netral?

Hal ini terjadi karena perbedaan jenis quark yang membentuk mereka. Di alam semesta ini, ada 6 jenis quark. Dua diantaranya adalah quark atas yang bermuatan +2/3 dan quark bawah yang bermuatan -1/3. Proton terbentuk atas dua quark atas dan satu quark bawah, yang membuatnya bermuatan +1. Sedangkan neutron terdiri atas satu quark atas dan dua quark bawah yang membuatnya menjadi bermuatan 0.

Apa elektron terdiri atas materi yang sama?

Tidak, elektron berbeda dari proton dan neutron, electron terbentuk atas materi lain yang bernama Lepton

Apakah quark adalah partikel fundamental di alam semesta?

Sampai saat ini, ya. Tapi, ilmu pengetahuan selalu berkembang, tidak ada yang tahu apakah besok atau puluhan tahun lagi akan ditemukan partikel lain yang lebih fundamental dari quark. Itulah tugas kita sebagai calon fisikawan masa depan, untuk mencari jawaban dari pertanyaan yang telah diwariskan sejak generasi dimana fisika pertama kali ditemukan.;)

Sumber :Wikipedia

              Forumsains

              Google

Ditulis oleh: Anak SMA