Atom dan Quark

Atom dan Quark

Seorang filsuf asal Yunani bernama Demotricus pernah mengatakan bahwa semuanya mungkin terbentuk dari susunan atom; dan atom merupakan bentuk terkecil dari semua hal yang ada. Bahkan, kata “atom”  diambil dari bahasa Yunani yang berarti “tidak dapat dibagi”. Tetapi, butuh waku sampai lebih dari 2000 tahun sampai bukti keberadaan atom dapat diterima oleh semua orang di dunia.

Namun sampai setelah bukti keberadaan atom dipublikasikan, masih ada beberapa ilmuwan yang sama sekali tidak percaya bahwa atom merupakan hal mendasar dari setiap benda apapun; dengan kata lain, mereka tidak percaya dengan konsep “tidak dapat dibagi lagi”. Pada tahun 1911, Ernest Rutherford dan dua orang muridnya berhasil membuktikan bahwa atom bisa dipecah menjadi dua antara lain nucleus dan neutron. Lalu kemudian ditemukan lagi bahwa ada tiga komponen penting dalam sebuah atom yaitu proton, neutron, dan nucleus. Dan tentu saja, Fisika masih mencari kemungkinan bahwa benda-benda kecil tersebut masih bisa dibagi lagi.

Sebuah mesin penting digunakan; mesin ini disebut akselerator; fungsi utamanya adalah untuk menggerakkan atom dalam kecepatan tinggi sehingga atom bisa pecah. Ketika akselerator menjadi semakin kuat, para ilmuwan juga menemukan banyak partikel-partikel atom baru. Kemudian proses pemecahan atom ini menjadi semakin baik dan ditemukan banyak sekali partikel kecil misalnya kaons, pions, lambdas, dll (ada sekitar 200 partikel). Orang-orang mulai berpikir, ”memangnya kenapa jika atom bukan hal yang paling kecil?”

Para ilmuwan, termasuk Gell-Mann, kemudian menduga bahwa pasti ada sebuah partikel dasar; mungkin saja ada hal lebih kecil dari partikel-partikel itu, lalu kita bisa mencari sebuah pola pembentukan. Berhasilkah? Tentu saja. Gell-Mann bisa menemukan sebuah pola pembentukan yang menciptakan sekitar 200 partikel kecil tersebut. Artinya, ada hal yang lebih kecil; dan hal ini disebut Quarks.

Ada begitu banyak quarks, dan mereka terkait satu sama lain dengan berbagai cara. Pertama, para ilmuwan menemukan 3 jenis quarks yang dinamakan up, down, dan strange. Selanjutnya, ditemukan quarks lain yang disebut charm dan bottom. Berdasarkan kalkulasi ilmiah, harus ada 6 jenis quark. Menurut “The Standard Model”, semua hal di alam harus terbentuk dari kombinasi 6 quark berbeda dan 6 leptons (termasuk electron dan neutrinos). Sebuah akselerator besar di Illinois akhirnya menemukan quark ke 6 yang disebut top pada tahun 1995.

Apakah quark memang hal terkecil? Sangat diragukan. Quark diduga masih memiliki struktur atau dapat dibagi lagi menjadi hal yang lebih kecil. Salah satu kemungkinan adalah strings, yang merupakan dasar dari Superstring Theory; ilmu ini berusaha menjelaskan bagaimana semua hal berfungsi.

Superstring Theory mengajarkan bahwa semuanya terbentuk dari sebuah benda sangat kecil (sekitar satu per beberapa triliun cm), dua-dimensi, disebut string. Semua partikel yang telah ditemukan terbentuk berdasarkan cara string tersebut bergerak/bergetar.