23 °c
Kuala Lumpur
26 ° Sat
27 ° Sun
27 ° Mon
25 ° Tue
Sunday, February 5, 2023
Cart / RM0.00

No products in the cart.

No Result
View All Result
e-ISSN : 2682-8456
MajalahSains
  • Laman Utama
  • Siapa Kami
  • F.A.Q
  • Kategori
    • Alam Semulajadi
    • Astronomi & Kosmologi
    • Berita & Peristiwa
    • Bicara Saintis
      • Sains untuk Manusia
    • Suara Saintis Muda
    • Events
    • Featured
    • Fiksyen, Buku & Filem
    • Fizik
    • Kimia
    • Komputer & IT
    • Luar Negara
    • Matematik
    • Perubatan & Kesihatan
    • Rencana
    • Sejarah & Falsafah
    • Teknologi & Kejuruteraan
    • Tempatan
    • Tenaga
    • Tokoh
  • Pengiklanan
  • Sains Shop
    • Pengajian Tinggi
    • Biografi
    • Umum
    • Siri-Ingin Tahu
    • Mengapa Sains Penting
    • Tokoh Wanita Dalam Bidang Sains
    • Kitaran Hidup
    • Gaya Hidup Sihat
    • Sains Dalam Kehidupan
    • Sains Itu Menyeronokkan
  • Careers
MajalahSains
  • Laman Utama
  • Siapa Kami
  • F.A.Q
  • Kategori
    • Alam Semulajadi
    • Astronomi & Kosmologi
    • Berita & Peristiwa
    • Bicara Saintis
      • Sains untuk Manusia
    • Suara Saintis Muda
    • Events
    • Featured
    • Fiksyen, Buku & Filem
    • Fizik
    • Kimia
    • Komputer & IT
    • Luar Negara
    • Matematik
    • Perubatan & Kesihatan
    • Rencana
    • Sejarah & Falsafah
    • Teknologi & Kejuruteraan
    • Tempatan
    • Tenaga
    • Tokoh
  • Pengiklanan
  • Sains Shop
    • Pengajian Tinggi
    • Biografi
    • Umum
    • Siri-Ingin Tahu
    • Mengapa Sains Penting
    • Tokoh Wanita Dalam Bidang Sains
    • Kitaran Hidup
    • Gaya Hidup Sihat
    • Sains Dalam Kehidupan
    • Sains Itu Menyeronokkan
  • Careers
No Result
View All Result
MajalahSains
No Result
View All Result

Memahami Zarah Higgs-Boson

Editor by Editor
11/07/2012
in Fizik, Rencana
0 0
0
Sumber (http://public.web.cern.ch/public)
Oleh : Prof Madya Dr.Hishamuddin Zainuddin
Timbalan Pengarah
Institut Penyelidikan Matematik (INSPEM), Universiti Putra Malaysia
Minggu lalu pada tarikh 4 Julai 2012, penyelidik di CERN (European Organization for Nuclear Research) secara rasmi mengumumkan penemuan zarah baharu bak Higgs, suatu penemuan yang menggembirakan bagi kebanyakan ahli fizik zarah kerana zarah ini sudah lama dijangkakan wujud dalam Model Piawai Fizik Zarah (secara teori) tapi sebelum ini belum dijumpai. Walaupun tak diisytiharkan sebagai zarah Higgs sepenuhnya, ramai yang menjangka sifat-sifat yang patut ada akan disahkan selanjutnya nanti.

 

Pada asalnya, saya tidak berhajat untuk menulis apa-apa mengenai penemuan ini (ramai lagi saya rasa penulis muda berbakat yang boleh berbuat demikian) tetapi kerana adanya sahabat bertanyakan apakah yang dimaksudkan dengan penemuan ‘God particle‘ ini, terpanggillah pula saya untuk menulis sesuatu. Paling utama, gelaran ‘God particle’ ini hanyalah satu gelaran sahaja, dibuat secara berjenaka oleh Leon Lederman (penerima Hadiah Nobel fizik untuk penyelidikan neutrino) dan tidaklah pula digunakan di kalangan komuniti fizik teori atau fizik zarah . Namun akibat gurauan ini, sesetengah pihak mungkin sahaja silap faham mengenai perkara tersebut. Mungkin di sini boleh kita ambil pengajaran untuk berhati-hati apabila cuba mempopularkan bidang sains (malah bidang apa sekali pun).


Baca : [ Penemuan Zarah Higgs-Boson ]

Apakah keistimewaan zarah Higgs sehingga bergelaran demikian? Untuk itu, kita harus mengetahui serba sedikit tentang fizik zarah dan teorinya. Pertama, zarah Higgs ini adalah seangkatan dengan apa yang ahli fizik  zarah sebut sebagai zarah asas (mengikut model ini, zarah yang tiada bersubstruktur). Zarah asas secara kasar terbahagi dua, zarah jirim dan zarah (pembawa) daya. Zarah jirim terdiri daripada kuark dan lepton. Kedua-dua lepton dan kuark ini terbahagi kepada tiga generasi pula:

Generasi pertama:      Kuark                    Lepton
                                             u (up)                    e (elektron)
d (down)               νe (neutrino)

Generasi kedua:
                                            c (charm)               μ (muon)
s (strange)             νμ (neutrino muon


Generasi ketiga:

                                            t (top)                    τ (lepton tau)
b (bottom)            ντ (neutrino tau)


Setiap satu zarah ini (kadangkala dipanggil perisa – flavour) mempunyai set nombor kuantum tersendiri atau cas mengikut interaksi. Ini membawa kita kepada jenis interaksi atau daya yang dialami oleh zarah. Diketahui umum, ada empat jenis daya yang dikenali dan disenaraikan di bawah dengan zarah pembawa daya (gauge boson atau boson tolok):

Daya elektromagnet – foton (γ)
Daya saling tindakan nuklear lemah – boson W (cas positif/negatif) dan Z (neutral)
Daya saling tindakan nuklear kuat – gluon g (ada lapan)
Daya graviti – graviton (lazimnya tidak termasuk dalam model piawai)

Sebelum membincangkan zarah Higgs, perlu kita sebut bahawa perihalan zarah-zarah tersebut di atas perlukan formalisme yang melampaui mekanik kuantum iaitu teori medan kuantum. Teori ini muncul apabila dicuba untuk menggabungkan Teori Kerelatifan Khas dengan Mekanik Kuantum Lazim (tak kerelatifan) dan didapati teori terhasil adalah bersifat berbilang jasad yang akhirnya memerlukan konsep medan. Menurut teori medan kuantum, setiap satu ‘zarah asas’ itu mempunyai medan kuantumnya tersendiri.

Pada satu masa dahulu saya berfikiran teori medan kuantum akan menggantikan (supersede) mekanik kuantum, khususnya merungkaikan permasalahan teori kuantum. Sebenarnya tidak, malah masalah yang ada pada mekanik kuantum tetap sedia ada pada teori medan kuantum, malahan ditambah dengan permasalahan lain. Contohnya ontologi medan kuantum masih kurang jelas dan diperdebatkan di kalangan ahli falsafah.Bagi ahli fizik zarah, lazimnya dianggap medan ini adalah perkara yang nyata dan zarah adalah manifestasinya, tanpa menghiraukan permasalahan yang dibangkitkan oleh ahli falsafah. Ini sifat pragmatik mereka untuk membolehkan mereka meneruskan usaha penyelidikan mereka. Jika medan itu nyata, adakah ia sentiasa ada atau hanya ada mengikut keadaan; adakah ia tersebar atau bertempat (masalah penyetempatan). Jika kita pindahkan ontologinya ke zarah, juga bermasalah.


Seperti dalam Teori Kerelatifan Khas yang klasik, Teori Medan Kuantum menganggap tenaga setara dengan jisim, dan oleh sebab itu dibenarkan zarah untuk wujud dari tenaga yang ada sekiranya tenaga itu melebihi tenaga jisim rehat zarah tersebut. Malah vakum dalam teori medan kuantum bergelora dengan zarah-zarah maya setakat yang dibenarkan oleh Prinsip Ketakpastian Heisenberg, ΔE Δt ≥ h/2π. Bukan setakat itu sahaja, dalam konteks formalisme Fock, keadaan superposisi pelbagai bilangan zarah pun boleh wujud.


Bagi membolehkan perbincangan seterusnya, kita harus mengambil langkah pragmatik (seperti ahli fizik zarah) dan terus menggunakan konsep medan kuantum tanpa soal. Dalam kerangka Teori Medan Kuantum, setiap satu zarah yang terlibat dalam suatu saling tindakan harus mematuhi kekangan simetri yang ada pada saling tidakan tersebut. Sebagai contoh, zarah pembawa daya (boson tolok) pada asasnya tidak boleh berjisim. Namun untuk realiti saling tindakan nuklear lemah, boson toloknya perlu berjisim (yang tidak dibenarkan dalam konteks lazim). Dengan itu perlu wujud suatu mekanisme yang memberi jisim kepada zarah boson W dan Z. Di sinilah  mekanisme Higgs mula digunakan dengan membawa masuk medan Higgs ke dalam teori saling tindakan lemah tersebut. Medan (asal) bagi zarah W dan Z akan bersaling tindak dengan medan Higgs. Apabila medan Higgs membawa keadaan vakum yang tak remeh (nilai jangkaan vakum tak sifar), saling tindakan tersebut akan memberi jisim kepada zarah W dan Z (pembaca boleh merujuk pelbagai animasi di tempat lain bagaimana ini berlaku). Bukan itu sahaja, zarah jirim seperti elektron dan kuark juga tidak dibenarkan berjisim menurut struktur teori saling tindakan nuklear lemah tetapi melalui saling tindakan medan zarah jirim dengan medan Higgs, masalah ini boleh diselesaikan. Begitulah kiranya kisah bagaimana medan Higgs membawa peranan penting dalam memberi jisim bagi zarah-zarah.

Bagaimana pula zarah Higgs itu sendiri?  Zarah ini muncul dari medan kuantumnya sepertimana zarah-zarah lain iaitu melalui pengujaan kuanta medan. (Catatan: sebutan jisim bagi zarah Higgs dibenarkan oleh struktur teori melalui Keupayaan Higgs V(φ) yang tidak diketahui nilai parameternya, lalu membuat jisim Higgs sukar diketahui sebelum ini).


Jika benar zarah dijumpai baru-baru ini adalah zarah Higgs, maka lengkaplah teori Model Piawai fizik zarah dalam bentuk minimumnya. Di sini, saya beri penekanan pada bentuk minimum model iaitu dengan satu zarah Higgs yang muncul daripada satu multiplet kembar dua (doublet) mengikut struktur teori berkenaan. Multiplet yang lebih besar atau berganda boleh juga diterima (dengan syarat dibangun dengan mematuhi keadaan fizik yang ada) dan ini membenarkan lebih daripada satu zarah Higgs untuk wujud. Apatah lagi sekiranya teori yang lebih asas (seperti Teori Kesatuan Daya dan Teori Adisimetri) itu ada kebenarannya yang mempunyai multiplet Higgs besar sedemikian.

Adakah ini semua mainan minda ahli teori? Memang mudah untuk ahli teori terperangkap dengan imaginasi. Di sinilah peranan penting untuk ahli eksperimen dan ahli fenomenologi untuk membantu menentukan teori yang mana satu boleh diterima pakai. Penemuan zarah Higgs, jika benar, bukanlah pertama kali teori mendahului eksperimen. Sebelum ini penemuan zarah W dan Z juga bersifat demikian manakala zarah kuark pula diusul oleh ahli teori untuk menyelesaikan masalah berbilang-bilangnya hadron (yang ketika itu dianggap sebagai zarah asas). Semoga penemuan semua ini memberi kita rasa takjub dan rendah diri dengan hukum perjalanan alam ciptaan Allah ini.

Catatan :// Prof Madya Dr. Hishamuddin Zainuddin adalah Timbalan Pengarah Institut Penyelidikan Matematik (INSPEM), UPM, merangkap pensyarah fizik teori di Jabatan Fizik, UPM. Artikel ini disiarkan semula dengan izin dari blog beliau (www.acufrekuensi.blogspot.com)


Berikan Komen Anda Di Sini

Tags: Apa itu Higgs BosonMemahami Higgs Boson
ShareTweetShare
Previous Post

Penemuan Zarah Higgs-Boson

Next Post

Kumbang Kekura Sihat dengan Memakan Afid Organik

Editor

Editor

Related Posts

Perubatan Jitu:Masa Depan Rawatan Kanser
Berita & Peristiwa

Perubatan Jitu:Masa Depan Rawatan Kanser

6 months ago
Pasukan Malaysia Rangkul Tiga Pingat Gangsa dan Satu Sanjungan Kehormat dalam International Physics Olympiad 2022
Berita & Peristiwa

Pasukan Malaysia Rangkul Tiga Pingat Gangsa dan Satu Sanjungan Kehormat dalam International Physics Olympiad 2022

7 months ago
Pendidikan Sains dan Peranan Akhbar
Berita & Peristiwa

Pendidikan Sains dan Peranan Akhbar

7 months ago
Sambutan Hari Kuantum Sedunia 2022
Berita & Peristiwa

Sambutan Hari Kuantum Sedunia 2022

10 months ago
Next Post
Kumbang Kekura Sihat dengan Memakan Afid Organik

Kumbang Kekura Sihat dengan Memakan Afid Organik

  • Boleh Makan Lagi Makanan Yang Tamat Tarikh Luput?

    Boleh Makan Lagi Makanan Yang Tamat Tarikh Luput?

    0 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Mengenali dan Memahami Spesies Musang di Malaysia

    0 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Mengapa Manusia tersedu

    0 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Punca-punca Kepupusan Haiwan

    0 shares
    Share 0 Tweet 0
  • Mitos Telur Berdiri Sewaktu Gerhana: Sains Menjelaskan!

    0 shares
    Share 0 Tweet 0

Kategori Produk

  • Kitaran Hidup
  • Gaya Hidup Sihat
  • Biografi
  • Siri-Ingin Tahu
  • Umum
  • Sains Dalam Kehidupan
  • Sains Itu Menyeronokkan
  • Mengapa Sains Penting
  • Tokoh Wanita Dalam Bidang Sains
  • Pengajian Tinggi
  • Siapa Kami
  • Hubungi Kami
  • Pengiklanan
  • F.A.Q
  • Privacy Policy
e-ISSN : 2682-8456

@Majalah Sains 2009-2022

No Result
View All Result
  • Laman Utama
  • Siapa Kami
  • F.A.Q
  • Kategori
    • Alam Semulajadi
    • Astronomi & Kosmologi
    • Berita & Peristiwa
    • Bicara Saintis
      • Sains untuk Manusia
    • Suara Saintis Muda
    • Events
    • Featured
    • Fiksyen, Buku & Filem
    • Fizik
    • Kimia
    • Komputer & IT
    • Luar Negara
    • Matematik
    • Perubatan & Kesihatan
    • Rencana
    • Sejarah & Falsafah
    • Teknologi & Kejuruteraan
    • Tempatan
    • Tenaga
    • Tokoh
  • Pengiklanan
  • Sains Shop
    • Pengajian Tinggi
    • Biografi
    • Umum
    • Siri-Ingin Tahu
    • Mengapa Sains Penting
    • Tokoh Wanita Dalam Bidang Sains
    • Kitaran Hidup
    • Gaya Hidup Sihat
    • Sains Dalam Kehidupan
    • Sains Itu Menyeronokkan
  • Careers

@Majalah Sains 2009-2022

Login to your account below

Forgotten Password? Sign Up

Fill the forms bellow to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In