Diposting Senin, 29 November 2010 jam 6:52 am oleh Gun HS

Eksperimen LHC Menghadirkan Wawasan Baru pada Alam Semesta Primordial

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Senin, 29 November 2010 -


Setelah kurang dari tiga minggu mempelajari ion-berat, tiga jenis eksperimen yang berfokus pada tabrakan ion di dalam Large Hadron Collider (LHC), telah menghadirkan wawasan baru tentang materi yang pernah muncul dalam peristiwa instan kelahiran alam semesta. Eksperimen ALICE, yang dioptimalkan untuk meneliti ion-ion berat, mempublikasikan dua makalah sekaligus, hanya selang beberapa hari setelah mulai meneliti ion-timah.

Saat ini, observasi langsung pada fenomena yang dikenal sebagai pemadaman jet, telah dikerjakan dengan baik oleh kolaborasi ATLAS dan CMS. Hasil ini dilaporkan oleh kolaborasi ATLAS pada makalah yang dipublikasikan dalam jurnal Physical Review Letters. Makalah dari CMS tak lama lagi akan menyusul, dan hasil dari semua eksperimen akan dipresentasikan dalam sebuah seminar pada tanggal 2 Desember di CERN (Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir). Sedangkan data mengenai ion akan dibahas pada tanggal 6 Desember.

“Sungguh mengesankan mengingat betapa cepatnya eksperimen-eksperimen itu telah tiba pada hasil-hasilnya, di mana semua ini berhubungan dengan fisika yang sangat kompleks,” kata Direktur Riset CERN, Sergio Bertolucci. “Eksperimen-eksperimen itu saling bersaing satu sama lain untuk menjadi yang pertama dipublikasikan, tetapi kemudian bekerja sama dalam merangkai gambaran penuh dan saling meng-cross check hasil-hasil yang sudah mereka miliki. Sebuah contoh yang indah tentang bagaimana persaingan dan kolaborasi merupakan fitur utama dalam bidang penelitian.”

Salah satu tujuan utama program tumbukan ion-timah di CERN ini adalah menciptakan materi yang pernah hadir pada saat kelahiran alam semesta. Materi nuklir biasa – yang telah membentuk kita beserta segala yang ada di alam semesta ini – mungkin tidak ada pada masa itu: kondisi masa itu terlalu panas dan bergolak bagi quark untuk diikat oleh gluon menjadi proton dan neutron, blok bangunan berbagai elemen. Sebaliknya, partikel-partikel dasar ini berkeliaran bebas di dalam sebuah plasma gluon-quark. Di balik keraguan bahwa kita mampu menghasilkan dan mempelajari plasma gluon-quark, akan menghadirkan wawasan penting dalam evolusi alam semesta awal, serta sifat dari kekuatan yang mengikat quark dan gluon menjadi proton, neutron dan akhirnya segala inti yang ada di dalam tabel periodik elemen.

Ketika ion-ion timah saling ditabrakkan di dalam LHC, mereka dapat menghimpun cukup energi di dalam volume yang sangat kecil, menghasilkan tetesan kecil berupa keadaan materi primordial, dan keberadaan mereka ini diisyaratkan oleh berbagai sinyal yang terukur. Makalah ALICE menekankan adanya peningkatan besar jumlah partikel yang dihasilkan dalam benturan tersebut, jauh lebih besar dibandingkan dengan percobaan sebelumnya. ALICE pun mengkonfirmasi bahwa banyak plasma panas yang dihasilkan di dalam LHC, berperilaku sebagai cairan viskositas yang sangat rendah (suatu cairan yang sempurna). Ini sesuai dengan hasil observasi sebelumnya yang dilakukan oleh RHIC Brookhaven. Secara keseluruhan, hasil ini menegaskan beberapa teori tentang perilaku alam semesta primordial.

“Dengan saling menabrakan inti, LHC telah menjadi mesin ‘Big Bang’ yang fantastis,” kata juru bicara ALICE, Jürgen Schukraft. “Dalam beberapa hal, materi quark-gluon tampak begitu akrab, tetap merupakan cairan ideal yang terlihat di RHIC, namun kami juga sekilas mulai melihat sesuatu yang baru.”

Eksperimen ATLAS dan CMS menggunakan kekuatan detektor yang mereka miliki. Kedua detektor ini berenergi yang sangat kuat dan handal dalam melakukan pengukuran. Ini memungkinkan mereka mengukur jet partikel-partikel yang muncul pada saat tabrakan inti. Jet ini terbentuk sebagai unsur dasar materi nuklir, quark dan gluon, yang beterbangan menjauh dari titik tabrakan. Dalam tabrakan proton, jet biasanya hadir secara berpasangan, mereka muncul saling membelakangi. Namun, dalam tumbukan ion berat, jet-jet ini berinteraksi dengan kondisi hiruk-pikuknya medium padat yang sangat panas. Hal ini memberi sinyal yang sangat khas, yang dikenal sebagai pemadaman jet, di mana energi jet bisa mengalami kerusakan yang sangat parah, menandakan bahwa interaksinya dengan medium jauh lebih intens daripada yang pernah terlihat sebelumnya. Pemadaman jet ini merupakan alat yang ampuh untuk mempelajari perilaku plasma secara rinci.

“ATLAS adalah eksperimen pertama yang melaporkan pengamatan langsung terhadap proses pemadaman jet,” kata Juru Bicara ATLAS, Fabiola Gianotti. “Kemampuan ATLAS yang sangat baik dalam menentukan energi jet ini memungkinkan kami mengobservasi ketidakseimbangan yang mencolok di dalam energi pasangan jet, di mana satu jet hampir seluruhnya diserap oleh medium. Ini adalah hasil yang sangat menarik.

“Meskipun hanya berskala mikroskopik, namun sungguh menakjubkan bisa melihat kondisi dan keadaan materi yang pernah hadir pada masa yang sangat awal,” kata Juru Bicara CMS, Guido Tonelli. “Sejak hari pertama tabrakan ion-timah, pemadaman jet sudah muncul dalam data kami sementara yang lainnya berfokus pada fitur-fitur, seperti pengamatan partikel Z, yang dalam tumbukan ion-berat, tidak pernah menjadi bahan penelitian sebelumnya. Tantangannya saat ini adalah menyatukan semua studi yang bisa memberi kita pemahaman lebih baik terhadap sifat keadaan materi yang baru dan luar biasa ini.”

Pengukuran ATLAS dan CMS menawarkan era baru dalam menggunakan jet untuk menyelidiki plasma gluon-quark. Pemadaman jet di masa depan dan pengukuran lainnya dari tiga percobaan LHC, akan memberi wawasan kuat ke dalam sifat-sifat plasma primordial dan juga interaksi di antara quark dan gluon.

Dengan berlanjutnya pengambilan data selama lebih dari satu minggu, dan LHC sudah menyampaikan sejumlah data yang diprogram untuk tahun 2010, komunitas ion-berat di LHC menatap ke depan untuk lebih menganalisis data mereka, yang tentunya akan sangat berkontribusi bagi munculnya model yang lebih lengkap mengenai plasma quark-gluon dan alam semesta sangat awal.

Sumber artikel: LHC experiments bring new insight into primordial universe (press.web.cern.ch)
Kredit: CERN

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.