No products in the cart.
Penemuan Zarah Higgs-Boson
Profesor Peter Higgs (Sumber http://coraifeartaigh.wordpress.com/2008/09/24/lhc-hawking-v-higgs/)
Oleh :
Mohd Faizal Aziz (UKM)
Mohd Faudzi Umar (Pensyarah Jabatan Fizik, Fakulti Sains & Teknologi UPSI)
Saintis fizik yang membuat kajian tentang partikel atau zarah telah menjalankan banyak penyelidikan dan ujikaji untuk mengenalpasti sifat-sifat asas partikel bersaiz subatom (zarah keunsuran). Seperti molekul yang terhasil dari gabungan atom-atom, atom juga mempunyai juzuk-juzuknya yang tersendiri yang membentuknya yang terdiri daripada partikel subatom asas seperti elektron, neutron dan proton.
Kita percaya bahawa elektron adalah partikel paling asas namun ia bukanlah satu-satunya partikel yang membentuk binaan asas atom. Proton dan neutron pula bukanlah partikel tunggal kerana ia terbentuk dari partikel-partikel yang lebih kecil dikenali sebagai ‘kuark’. Kuark pula terdiri dari beberapa sifat, antaranya ialah kebebasan asimptotik dan bersifat zarah bebas pada jarak dekat dan kekuatan tarikan akan bertambah apabila dua zarah kuark dipisahkan dan ia bergabung dengan dua atau tiga kuark antara satu sama lain. Contohnya, proton terhasil daripada dua kuark atas (up quark) dan satu kuark bawah (down quark).
Baca [ Apa itu zarah Higgs – boson ]
Bermula dari sinilah idea mengenai partikel Higgs muncul yang diperkenalkan oleh Profesor Peter Higgs sekitar tahun 1960 dari University Edinburgh, United Kingdom. Saintis sebelum itu tidak dapat mengenalpasti bagaimana elektron dan kuark mempunyai jisim melainkan ia mempunyai interaksi khusus dengan medan Higgs bagi membolehkan ia memiliki jisim. Sekiranya penjelasan dan kajian tentang idea medan Higgs tersebut adalah benar dan wujud di alam ini, maka hasilnya ialah medan Higgs yang bertanggungjawab ke atas kewujudan jisim zarah-zarah asas alam semesta. Medan Higgs merupakan partikel-partikel Higgs yang meliputi ruang secara keseluruhannya. Partikel Higgs adalah jenis zarah boson berjisim yang mempunyai spin-0 atau juga dikenali sebagai Boson Higgs.
[Nota: Medan Higgs adalah zarah-zarah Higgs yang meliputi ruang keseluruhannya]
Untuk melihat samada teori Higgs-boson ini adalah benar, saintis perlu melakukan ujikaji untuk mencari partikel ini. Dalam keadaan bertenaga tinggi (kerana boson Higgs mempunyai jisim yang tinggi) ia akan cepat mereput setelah terhasil. Oleh itu pemecut zarah bertenaga tinggi diperlukan untuk mencerap kewujudannya melalui hasil-hasil pereputan daripada zarah Higgs (pencerapan tidak langsung)
Oleh yang demikian, timbul persoalan bagaimana untuk mencari atau menghasilkan partikel Higgs-boson? Saintis percaya bahawa ia boleh dihasilkan melalui ujikaji alat penghentam zarah (particle collider) seperti yang dibina oleh European Organization for Nuclear Research (CERN) yang dinamakan sebagai Large Hadron Collider (LHC).
LHC adalah pemecut zarah bertenaga tinggi yang terbesar di dunia pernah dibina. Saiz lingkarannya ialah 27 km dan berada di kedalaman 100 meter yang terletak di sempadan Franco-Swiss (Geneva). Ia memiliki keupayaan 1200 magnet yang disejukkan sehingga mencapai tahap -271oC, satu keadaan suhu yang lebih sejuk dari ruang angkasa lepas. Magnet ini bertujuan untuk memecut proton-proton sehingga mencapai 99.99998 peratus halaju cahaya dan mencetuskan pelanggaran proton tersebut antara satu sama lain.
Menurut saintis, pelanggaran ini akan menghasilkan keadaan yang sama sejurus selepas ‘Dentuman Besar’ yang mencetuskan partikel Higgs-boson buat pertama kali ketika proses awal kewujudan alam semesta. Walaubagaimanapun, ujikaji pencarian Higgs boson sangat sukar. Dianggarkan hanya 10 sahaja partikel Higgs Boson terhasil ketika berbilion-bilion proton menghentam antara satu sama lain. Lebih sukar, ketika terhasil Higgs boson akan mereput dengan pantas. Oleh yang demikian, saintis membuat ujikaji terhadap partikel yang terhasil selepas pereputan Higgs boson.
[Nota: Saintis tidak mencerap secara lansung di LHC, sebab ia sangat cepat mereput. Oleh itu mereka hanya mencerap pereputannya sahaja, antaranya H –>Tau+Tau, H–>Gamma+Gamma pada rantau tenaga 124GeV – 126GeV sahaja]
Saintis dalam bidang fizik partikel telah cuba untuk menghasilkan Higgs boson melalui pelbagai ujikaji penghentam zarah lebih 20 tahun yang lalu. Mereka menjangkakan hasil dari ujikaji, sekiranya partikel Higgs boson dijumpai, ia adalah partikel yang berat – sekurang-kurangnya 115 kali lebih berat dari zarah proton.
Pada 4 Julai 2012 yang lalu, diumumkan keputusan rasmi ujikaji yang dijalankan di LHC (Large Hadron Collider) menggunakan pengesan partikel ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) dan CMS (Compact Muon Solenoid) mengesahkan penemuan zarah atau partikel yang mempunyai jisim dianggarkan 125 GeV/c2 ( kira-kira 133 jisim proton atau 10-25 kg), dengan kejituan mencapai sigma 5. Penemuan partikel baru ini konsisten dengan andaian yang dbuat tentang partikel Higgs boson dan saintis mempercayai bahawa ia adalah Higgs boson.
Penemuan ini memberi pengetahuan baru yang fundamental tentang kejadian alam semesta. Dan dengan penemuan ini, tentunya akan menambah ilmu pengetahuan baru serta memberi dimensi baru kepada saintis bahkan kepada orang ramai untuk melihat lebih jauh bagaimana alam semesta ini wujud.
Rujukan :
http://www.ph.ed.ac.uk/higgs/laypersons-guide
Berikan Komen Anda Di Sini
