Tiga Alasan Mengapa Higgs Boson Sangatlah Istimewa dan Disebut sebagai Partikel Tuhan

Baru-baru ini Higgs Boson atau yang dikenal juga dengan nama Partikel Tuhan kembali menampakkan dirinya di akselerator partikel terbesar di dunia, Large Hadron Collider (LHC). Mereka mengumumkan penemuan ini pada tanggal 4 Juni 2018 dalam sebuah paper yang jumlah halaman nama-nama penulisnya lebih banyak daripada isi paper itu sendiri.[1] Keberadaan partikel ini sudah diprediksi oleh Peter Higgs dan beberapa fisikawan lainnya sejak tahun 1960. Akan tetapi partikel ini baru berhasil diamati untuk pertama kalinya tahun 2012 setelah melalui perjalanan yang cukup panjang. Sebenarnya apa sih yang membuat partikel Higgs Boson memperoleh gelar Partikel Tuhan? Berikut merupakan tiga penjelasan bagaimana partikel tersebut mendapatkan namanya.

Sang Pemberi Massa

Setiap benda yang ada di alam semesta ini tersusun dari atom-atom. Kita tahu bahwa atom terdiri dari inti atom (proton dan neutron) yang dikelilingi oleh elektron. Karena saking kecilnya, elektron tidak memberikan sumbangan berarti bagi massa atom. Oleh karena itu, kita bisa mengatakan bahwa massa setiap benda yang ada di sekitar kita ini berasal dari massa proton dan neutron. Namun ternyata kita tahu bahwa proton dan neutron tersusun dari tiga buah partikel elementer yang disebut dengan kuark. Massa proton dan neutron tidak berasal dari penjumlahan tiga massa kuark ini melainkan dari energi ikatnya.

Sekarang yang menjadi pertanyaan adalah darimana datangnya massa kuark dan elektron. Tanpa adanya massa, partikel-partikel elementer ini akan terus menerus bergerak dengan kecepatan cahaya tanpa ada yang bisa menghentikannya. Kuark tidak mungkin terikat membentuk proton dan neutron sehingga inti atom tidak akan ada. Elektron juga tidak mungkin berikatan dengan inti atom sehingga atom tidak mungkin ada. Jika atom tidak ada maka kita manusia, tumbuhan, bumi, bintang, dan galaksi juga tidak akan ada. Karena itu, massa merupakan pemberian Tuhan yang sangat berharga dalam proses penciptaan alam semesta.

Fisikawan Peter Higgs mengusulkan adanya zat tak terlihat yang mengisi seluruh ruang, disebut dengan medan Higgs (Higgs field). Medan ini berperan seperti lumpur yang membuat kita sulit bergerak jika kaki kita tercebur ke dalamnya. Partikel-partikel elementer seperti kuark dan elektron mendapatkan massanya karena berinteraksi dengan medan Higgs. Semakin kuat interaksi mereka dengan medan Higgs, semakin besar massa yang mereka dapatkan. Eksitasi atau cipratan dari medan Higgs inilah yang disebut dengan partikel Higgs Boson.[2]

Partikel Pencipta 4 Gaya Fundamental

Meskipun tampak begitu kompleks dan rumit, alam semesta kita hanya diatur oleh empat gaya fundamental. Keempat gaya tersebut adalah gravitasi, elektromagnetik, nuklir kuat, dan nuklir lemah. Gaya elektromagnetik merupakan gaya yang paling banyak pengaruhnya terhadap fenomena-fenomena yang kita amati dalam kehidupan sehari-hari. Ambil contoh aktivitas berjalan. Kita bisa berjalan karena ada gaya gesek antara kaki kita dengan lantai. Namun sebenarnya gaya gesek muncul karena adanya interaksi elektromagnetik antara atom-atom pada permukaan kaki kita dengan atom-atom pada permukaan lantai.

Tanpa keempat gaya fundamental ini, alam semesta kita tidak akan ada. Peran gravitasi bukan hanya menahan kita tetap berada di bumi melainkan lebih dari itu, tanpa gravitasi, bumi sendiri tidak akan ada. Begitu pula dengan bintang-bintang dan galaksi, mereka terbentuk karena gravitasi. Tanpa gaya elektromagnetik, elektron tidak akan terikat oleh inti atom sehingga tidak akan ada yang namanya atom, molekul, manusia, dan benda-benda lainnya. Tanpa gaya nuklir kuat, proton, neutron, dan inti atom tidak akan terbentuk. Tanpa gaya nuklir lemah, tidak ada bintang yang bisa bersinar.[3]

Empat gaya fundamental di atas merupakan bagian yang sangat penting di alam semesta kita. Namun dahulu keempat gaya ini belum ada, yang ada hanyalah satu gaya tunggal yang disebut dengan supergaya (superforce). Disinilah Higgs Boson memainkan peran pentingnya. Partikel tuhan inilah yang telah bertanggungjawab memecah gaya tunggal ini menjadi empat gaya fundamental. Tanpa Higgs Boson, empat gaya fundamental ini tidak akan ada.[3]

Goddamn Particle (Partikel Sialan)

Higgs Boson merupakan ide yang sangat menarik. Akan tetapi semenarik apapun suatu teori apabila tidak bisa diuji oleh eksperimen tidak akan ada gunanya. Masalahnya, secara teoritis saja partikel tuhan ini sudah sulit untuk dideteksi. Pasalnya, untuk memunculkan partikel ini dibutuhkan energi yang sangat tinggi sehingga mengharuskan kita untuk membangun akselerator partikel yang sangat besar. Masalah lainnya adalah masa hidup partikel ini sangat singkat. Ia hanya hadir dalam waktu 10-22 detik kemudian berubah menjadi partikel-partikel lain.[4]

Upaya pencarian partikel Higgs Boson ibarat mencari jerami dalam tumpukan jarum, bukan hanya sulit tapi juga sakit. Karena itulah Higgs Boson disebut Goddamn particle (partikel sialan). Akan tetapi para jurnalis hanya mengambil frasa God saja agar berita lebih sopan dan menarik.[5] Untuk tujuan pencarian Higgs Boson inilah salah satu alasan utama kita membangun akselerator partikel terbesar di dunia, LHC. Pembangunan fasilitas ini memakan waktu 10 tahun, menghabiskan dana 9 milyar USD, melibatkan 10.000 ilmuwan dari 100 negara di dunia.[6] Bahkan sempat beredar rumor yang mengatakan bahwa eksperimen ini dapat menciptakan blackhole yang bisa menghancurkan bumi.

Beruntung semua kerja keras ini telah terbayar. Higgs Boson berhasil ditemukan pada tahun 2012. Dari LHC kita melihat kekuatan sains yang bisa menyatukan umat manusia yang berbeda-beda di seluruh dunia. Ilmuwan dari negara-negara yang sedang berkonflik pun bekerja sama untuk tujuan yang sama, mencari partikel tuhan. Ilmuwan asal Indonesia, Haryo Sumowidagdo, juga ambil bagian dalam proyek besar ini. Ia berperan sebagai perancang perangkat lunak untuk memantau aktivitas sang partikel tuhan.[7] Alangkah indahnya jika pencarian masing-masing kita terhadap Tuhan yang sesungguhnya juga membuat kita bersatu, bukannya malah bercerai-berai dan saling menumpahkan darah.

Penemuan Higgs Boson bukan puncak dari perjuangan kita. Perjalanan sains masih begitu panjang. Masih ada misteri-misteri yang belum terpecahkan dan menjadi proyek besar ilmuwan di seluruh dunia, salah satunya yaitu misteri keberadaan materi gelap (dark matter). Berbeda dengan Higgs Boson, dark matter masih begitu misterius. Siapapun punya peluang untuk menyingkap rahasia tentang jati dirinya. Tidak ada yang tahu lompatan besar itu akan datang darimana atau dari siapa. Boleh jadi itu dari anda, para pemuda pemudi Indonesia. Jadi marilah kita berhenti menjadi penonton, bangkit dan ikut berpartisipasi aktif dalam riset besar tingkat dunia.

REFERENSI:

[1] Sirunyan, A.M., et al. 2018. Observation of ttH Production. Phys. Rev. 120
[2] PBS Space Time. 2015. The Higgs Mechanism Explained | Space Time | PBS Digital Studios. https://www.youtube.com/watch?v=kixAljyfdqU diakses 14 Juni 2018
[3] Muon Ray. 2012. The Big Bang – Lawrence Krauss and Michio Kaku. https://www.youtube.com/watch?v=G_MFhAoUUmQ&t=2170s diakses 14 Juni 2018
[4] Wikipedia. Higgs Boson. https://en.wikipedia.org/wiki/Higgs_boson diakses 14 Juni 2018
[5] Soapbox Science Editor. 2012. Why is the Higgs Boson Called the ‘God Particle’?. http://blogs.nature.com/soapboxscience/2012/09/14/why-is-the-higgs-boson-called-the-god-particle diakses 14 Juni 2018
[6] Wikipedia. Large Hadron Collider. https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider diakses 14 Juni 2018
[7] Rohman, Ainur. 2018. Ilmuwan Indonesia Banyak yang Mendunia, Serius?. https://warstek.com/2018/03/07/ilmuwan/ diakses 16 Juni 2018

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Wahyu Norrudin

Wahyu Norrudin

Mahasiswa fisika UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar