Diposting Minggu, 25 September 2011 jam 7:47 pm oleh Evy Siscawati

Petunjuk Keberadaan Boson Higgs: Update dari Large Hadron Collider

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

Minggu, 25 September 2011 -


Menurut model standar, teori yang sangat berhasil dalam menjelaskan bagaimana semua partikel dasar berinteraksi, boson Higgs bertanggung jawab dalam memberi massa pada semua partikel lainnya. Dan karena partikel terakhir yang diprediksi oleh Model Standar belum lagi dideteksi, penemuannya menjadi salah satu tujuan utama LHC, pemercepat partikel terkuat di Bumi dan mungkin usaha ilmiah paling rumit yang pernah dicoba.

Berada di bawah tanah dekat Geneva, Swiss, LHC mempercepat proton mengelilingi sebuah cincin yang lebarnya hampir lima mil ke kecepatan mendekati kecepatan cahaya, menghasilkan dua berkas proton yang saling berhadapan. Sebagian besar proton hanya melintasi satu sama lain, namun sebagian kecilnya bertabrakan, menciptakan partikel lain dalam prosesnya. Namun partikel-partikel ini sekejab, meluruh menjadi partikel lebih ringan sebelum mereka dapat dideteksi. Tantangan bagi fisikawan adalah mengambil petunjuk adanya fisika baru yang eksotis dari aliran partikel baru ini. Dengan mengamati data, mereka berharap memperoleh tanda kalau sebagian partikel ini adalah boson Higgs.

LHC dilengkapi dengan beberapa detektor, namun yang terbesar yang memburu Higgs adalah ATLAS (A Large Toroidal Apparatus) dan Compact Muon Solenoid (CMS); Caltech berperan penting dalam CMS. Kedua eksperimen baru-baru ini melaporkan apa yang para fisikawan sebut “peristiwa berlebih”. Ini bermakna kalau LHC tampaknya menciptakan peristiwa sedikit lebih banyak daripada yang diharapkan seandainya Higgs tidak ada. Tonjolan muncul di daerah antara 130 dan 150 giga elektron volt (GeV – satuan energi yang juga menjadi satuan massa lewat E = mc2, dimana kecepatan cahaya, c, dinilai satu), yang merupakan jangkauan massa Higgs. Namun data ini belum cukup signifikan secara statistik untuk disebut sebagai sinyal pasti, belum lagi dipandang sebagai penemuan partikel Higgs, kata profesor fisika, Harvey Newman.

Ada dua penjelasan yang mungkin atas hasil ini, kata beliau. Tonjolan pada data dapat hanya merupakan peristiwa latar belakang dari sumber tak diketahui atau memang ia tanda pertama Higgs. “Kita dapat berspekulasi kalau ia merupakan fluktuasi statistik yang aneh,” katanya. “Namun saya rasa tidak.”

LHC sekarang beroperasi dengan energi 7 teraelektron volt (TeV, seribu kali lebih tinggi dari satu GeV) pada pusat massa antara kedua berkas proton, dan dapat meningkat menjadi 8 TeV di tahun depan (energi maksimumnya adalah 14 TeV, yang akan dicapai tahun 2014).

Para fisikawan akan terus memacu LHC, menaikkannya ke energi lebih tinggi dan meningkatkan jumlah tumbukan untuk memperbesar kemungkinan ia menghasilkan boson Higgs. Dengan beberapa kali interaksi partikel lebih banyak, para fisikawan terus semakin dekat pada Higgs, begitu juga artikel dan interaksi baru lainnya. Ada kemungkinan kalau di akhir tahun depan, mereka dapat memastikan, sekali dan selamanya, apakah Higgs ada.

Pencarian SUSY

Bila ternyata Higgs tidak ada, maka fisikawan harus meninjau ulang Model Standar secara serius. “Namun bahkan bila Higgs ada, Model Standar tetap punya masalah-masalah dasar,” kata Newman. Sebagai contoh, teori ini tidaklah konsisten. “Cara paling alami untuk memecahkan masalah ini,” katanya, “adalah dengan supersimetri.”

Bukti untuk supersimetri, yang disingkat SUSY (“susi”), juga merupakan hal yang sedang dilakukan fisikawan di LHC. Teorinya mengatakan kalau tiap partikel dasar memiliki pasangan supersimetri – sebagai contoh, pasangan quark adalah squark. Ada banyak versi teori ini, dari model mainan sederhana hingga yang lebih halus. Sejauh ini, LHC belum mendeteksi satupun tanda supersimetri. “Banyak model yang kami keluarkan adalah model mainan,” kata Maria Spiropulu, asisten profesor fisika. Jadi bahkan bila orang kecewa, tidak terlalu awal untuk menyingkirkan teorinya. “Sebagian orang merasa depresi ketika SUSY dikeluarkan. Namun justru sebaliknya – kami mengkonfirmasi kalau sifatnya lebih lembut dari apa yang jelas.”

Caltech di LHC

Spiropulu dan Newman, yang sekarang bekerja di LHC pada data terbaru, memimpin tim Caltech yang terdiri dari 40 fisikawan, mahasiswa, dan insinyur yang menjadi bagian kolaborasi CMS. Spiropulu, yang bergabung dengan fakultas ini tahun 2008, adalah pakar dalam pencarian cara menemukan fenomena eksotis diluar Model Standar, seperti teori supersimetri yang meramalkan partikel materi gelap, benda misterius yang menyusun hampir seperempat alam semesta.

Ketika Newman tiba di Caltech tahun 1980an, ia melakukan banyak pekerjaan dasar dalam merancang detektor kristal yang sekarang dipakai di CMS. Ia juga mengembangkan kisi jaringan dunia dan pusat data yang menyimpan dan mengolah banjir data yang datang dari LHC. Dengan pembangkitan gigabyte data per detik di LHC, tidak satupun lokasi mampu menyimpan semua informasi tersebut, sehingga datanya ditangani secara tersebar pada ratusan lokasi di penjuru dunia, termasuk Pusat Penelitian Komputasi Lanjut Caltech, dimana pusat berbasis universitas pertama untuk analisis data LHC didirikan. Tim Newman juga menjalankan jaringan lintas Atlantik yang menghubungkan LHC ke Amerika Serikat, memungkinkan data mengalir antara Eropa dan Amerika Utara. Timnya, bersama dengan Steven Low, profesor ilmu komputer dan teknik listrik, mengembangkan aplikasi canggih untuk mengirim data dalam jarak jauh, memungkinkan terabyte data mengalir antara lokasi-lokasi pada kecepatan hingga 100 gigabit per detik. Newman dan insinyur Philippe Galvez juga mengembangkan sebuah sistem yang disebut Organisasi Maya Pemungkin (Enabling Virtual Organizations), sebuah perangkat berbasis internet yang membantu fisikawan dan ilmuan dari bidang lain berkomunikasi dan bekerja sama dari berbagai tempat di dunia.

Menurut Newman dan Spriopulu, tim Caltech terdiri dari para pakar dalam segala hal mulai dari detektor dan analisis data hingga bagaimana fenomena baru dapat memanifestasikan dirinya di LHC. Karena kelompok ini melibatkan begitu banyak aspek CMS, Caltech memberikan kontribusi yang signifikan, kata Spiropulu. “Kami salah satu kelompok utama di AS – dan Saya akan mengatakan juga untuk seluruh kolaborasi CMS.”

Mahasiswa S1 juga menjadi bagian penting dalam tim ini. Dalam dua tahun terakhir, ada sekitar 24 mahasiswa dari program Summer Undergraduate Research Fellowships (SURF) dan Minority Undergraduate Research Fellowships (MURF), dan juga dari program di CERN (Organisasi Penelitian Nuklir Eropa, lokasi LHC). Tahun ini, empat mahasiswa SURF menghabiskan musim panas mereka di LHC. “Mahasiswa Caltech memang membantu sejak usia muda – pada tahap yang jarang dilihat ditempat lain,” kata Newman.

Sumber berita:

 California Institute of Technology.

 

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
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.