Penghancur atom paling kuat di dunia telah membuat beberapa penemuan inovatif.
Large Hadron Collider (LHC) adalah penumbuk partikel terbesar di dunia: keajaiban fisika partikel modern yang memungkinkan para peneliti menyelami kedalaman realitas. Pada 2012, penghancur atom besar, cincin bawah tanah sepanjang 16,5 mil (27 kilometer) di perbatasan Prancis dan Swiss, memungkinkan para peneliti menemukan bukti untuk Higgs boson yang terkenal dan sejak itu menghasilkan banyak penemuan lainnya.
BERAPA LAMA YANG DIBUTUHKAN UNTUK MEMBANGUN HADRON COLLIDER BESAR?
Asal usul LHC terbentang sejak tahun 1977, ketika Sir John Adams, mantan direktur Organisasi Riset Nuklir Eropa (CERN), menyarankan untuk membangun terowongan bawah tanah yang dapat menampung akselerator partikel yang mampu mencapai energi luar biasa tinggi, menurut makalah sejarah 2015 (buka di tab baru) oleh fisikawan Thomas Schörner-Sadenius.
Proyek ini secara resmi disetujui 20 tahun kemudian, pada tahun 1997, dan konstruksi dimulai pada cincin yang melewati perbatasan Prancis-Swiss yang mampu mempercepat partikel hingga 99,99% kecepatan cahaya dan menghancurkannya bersama-sama. Di dalam cincin, 9.300 magnet memandu paket partikel bermuatan dalam dua arah yang berlawanan dengan kecepatan 11.245 kali per detik, akhirnya menyatukan mereka untuk tabrakan langsung, menurut CERN (buka di tab baru). Fasilitas ini mampu menciptakan sekitar 600 juta tabrakan setiap detik, memuntahkan energi dalam jumlah yang luar biasa dan, sesekali, partikel berat yang eksotis dan belum pernah terlihat sebelumnya. LHC beroperasi pada energi 6,5 kali lebih tinggi dari akselerator partikel pemegang rekor sebelumnya, Tevatron Fermilab yang dinonaktifkan di AS.
LHC menelan biaya total $8 miliar untuk membangun, $531 juta di antaranya berasal dari Amerika Serikat. Lebih dari 8.000 ilmuwan dari 60 negara berbeda berkolaborasi dalam eksperimennya. Akselerator pertama kali menyalakan sinarnya pada 10 September 2008, menabrak partikel hanya sepersepuluh juta dari intensitas desain aslinya. Itu dimatikan pada 2018 untuk peningkatan, dan dihidupkan lagi pada 22 April 2022, dengan daya yang lebih tinggi dan dua kali lipat tingkat tabrakan. Tujuannya adalah untuk meningkatkan energi tabrakan hingga memecahkan rekor 13,6 TeV.
LHC menelan biaya total $8 miliar untuk membangun, $531 juta di antaranya berasal dari Amerika Serikat. Lebih dari 8.000 ilmuwan dari 60 negara berbeda berkolaborasi dalam eksperimennya. Akselerator pertama kali menyalakan sinarnya pada 10 September 2008, menabrak partikel hanya sepersepuluh juta dari intensitas desain aslinya. Itu dimatikan pada 2018 untuk peningkatan, dan dihidupkan lagi pada 22 April 2022, dengan daya yang lebih tinggi dan dua kali lipat tingkat tabrakan. Tujuannya adalah untuk meningkatkan energi tabrakan hingga memecahkan rekor 13,6 TeV.
BISAKAH HADRON COLLIDER BESAR MENGHANCURKAN DUNIA?
Sebelum mulai beroperasi, ada kekhawatiran bahwa penghancur atom baru akan menghancurkan Bumi, mungkin dengan menciptakan lubang hitam yang memakan semua. Tetapi setiap fisikawan terkemuka akan menyatakan bahwa kekhawatiran seperti itu tidak berdasar.
"LHC aman, dan saran apa pun yang mungkin menimbulkan risiko adalah fiksi murni," Direktur Jenderal CERN Robert Aymar sebelumnya mengatakan kepada Live Science.
Itu tidak berarti fasilitas itu tidak berpotensi berbahaya jika digunakan secara tidak benar. Jika Anda memasukkan tangan Anda ke dalam balok, yang memfokuskan energi kapal induk yang sedang bergerak hingga selebar kurang dari satu milimeter, itu akan membuat lubang menembusnya dan kemudian radiasi di dalam terowongan akan membunuh Anda.
APA YANG DITEMUKAN LHC?
Selama 10 tahun terakhir, LHC telah menghancurkan atom bersama-sama untuk dua eksperimen utamanya, ATLAS dan CMS, yang mengoperasikan dan menganalisis data mereka secara terpisah. Ini untuk memastikan bahwa tidak ada kolaborasi yang memengaruhi yang lain dan bahwa masing-masing memberikan pemeriksaan pada eksperimen saudara mereka. Instrumen telah menghasilkan lebih dari 2.000 makalah ilmiah di banyak bidang fisika partikel dasar.
Pada tanggal 4 Juli 2012, dunia ilmiah menyaksikan dengan napas tertahan ketika para peneliti di LHC mengumumkan penemuan Higgs boson, potongan teka-teki terakhir dalam teori berusia lima dekade yang disebut Model Standar fisika. Model Standar mencoba menjelaskan semua partikel dan gaya yang diketahui (kecuali gravitasi) dan interaksinya. Kembali pada tahun 1964, fisikawan Inggris Peter Higgs menulis makalah tentang partikel yang sekarang menyandang namanya, menjelaskan bagaimana massa muncul di alam semesta.
Higgs sebenarnya adalah medan yang menembus semua ruang dan menyeret setiap partikel yang bergerak melewatinya. Beberapa partikel bergerak lebih lambat melalui medan, dan ini sesuai dengan massanya yang lebih besar. Higgs boson adalah manifestasi dari medan ini, yang telah dikejar oleh fisikawan selama setengah abad. LHC secara eksplisit dibangun untuk akhirnya menangkap tambang yang sulit dipahami ini. Akhirnya menemukan bahwa Higgs memiliki 125 kali massa proton, baik Peter Higgs dan fisikawan teoretis Belgia Francois Englert dianugerahi Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 2013 karena memprediksi keberadaannya.
Bahkan dengan Higgs di tangan, fisikawan tidak dapat beristirahat karena Model Standar masih memiliki beberapa lubang. Pertama, ia tidak berurusan dengan gravitasi, yang sebagian besar dicakup oleh teori relativitas Einstein. Itu juga tidak menjelaskan mengapa alam semesta terbuat dari materi dan bukan antimateri, yang seharusnya diciptakan dalam jumlah yang kira-kira sama pada awal waktu. Dan itu sepenuhnya diam pada materi gelap dan energi gelap, yang belum ditemukan ketika pertama kali diciptakan.
Sebelum LHC dihidupkan, banyak peneliti akan mengatakan bahwa teori hebat berikutnya adalah yang dikenal sebagai supersimetri, yang menambahkan pasangan kembar yang serupa tetapi jauh lebih masif ke semua partikel yang diketahui. Satu atau lebih dari pasangan berat ini bisa menjadi kandidat sempurna untuk partikel penyusun materi gelap. Dan, supersimetri mulai menguasai gravitasi, menjelaskan mengapa gravitasi jauh lebih lemah daripada tiga gaya fundamental lainnya. Sebelum penemuan Higgs, beberapa ilmuwan berharap bahwa boson akan sedikit berbeda dari apa yang diprediksi Model Standar, mengisyaratkan fisika baru.
Tetapi ketika Higgs muncul, itu sangat normal, persis dalam kisaran massa di mana Model Standar mengatakan itu akan terjadi. Meskipun ini merupakan pencapaian luar biasa untuk Model Standar, hal ini membuat fisikawan tidak memiliki petunjuk yang baik untuk melanjutkan. Beberapa telah mulai berbicara tentang dekade yang hilang mengejar teori-teori yang terdengar bagus di atas kertas tetapi tampaknya tidak sesuai dengan pengamatan yang sebenarnya. Banyak yang berharap bahwa pengambilan data LHC berikutnya akan membantu menjernihkan beberapa kekacauan ini.
APA YANG LHC LAKUKAN SEKARANG?
LHC ditutup pada Desember 2018 untuk menjalani dua tahun peningkatan dan perbaikan. Rencana untuk memulai kembali fasilitas itu tertunda oleh timbulnya pandemi COVID-19, menurut CERN. Akhirnya, pada 22 April 2022, LHC mulai bersiap untuk mengeksplorasi fisika partikel paling mutakhir sekali lagi. Cincin bertabrakan raksasa menyala setelah tidur tiga tahun, dan sekarang lebih kuat dari sebelumnya, Live Science melaporkan. Akselerator akan mampu menghancurkan atom bersama-sama dengan sedikit peningkatan energi tetapi dengan jumlah tumbukan dua kali lipat per detik.
Data dari operasi LHC sebelumnya telah digunakan untuk melihat neutrino hantu di dalam mesin untuk pertama kalinya, partikel 'X' primordial misterius dari awal waktu, dan pola aneh yang tidak dapat dijelaskan oleh pemahaman kita saat ini tentang alam semesta.
Dalam proses baru, yang disebut Run 3, dua eksperimen baru akan online: FASER dan SND@LHC. Dengan eksperimen di dalam LHC ini, fisikawan akan mencari fisika "di luar Model Standar." Selain itu, tumbukan proton-helium khusus akan menunjukkan seberapa sering anti-proton diproduksi untuk menjelaskan mengapa materi menguasai alam semesta; tabrakan yang melibatkan ion oksigen harus menjelaskan sinar kosmik dan keadaan materi yang disebut plasma quark-gluon yang diperkirakan telah ada tepat setelah Big Bang.
Dan tentu saja, sudah ada pembicaraan tentang akselerator partikel yang lebih kuat untuk menggantikannya, terletak di area yang sama tetapi empat kali ukuran LHC. Penggantian yang sangat besar bisa memakan waktu 20 tahun dan $27 miliar untuk dibangun
Comments