Terobosan Sains Tahun Ini: Penemuan Higgs Boson

Pengamatan partikel sub-atom yang sulit dipahami dikenal sebagai Higgs boson, telah digembar-gemborkan oleh jurnal Science sebagai penemuan ilmiah yang paling penting pada tahun 2012. Partikel ini pertama kali dihipotesiskan lebih dari 40 tahun yang lalu, memegang kunci untuk penjelasan bagaimana partikel elementer lainnya, seperti elektron dan quark memiliki massa.

Selain mengenali deteksi partikel ini sebagai terobosan  Tahun 2012, Science dan penerbit internasional nirlaba, AAAS, telah mengidentifikasi sembilan prestasi ilmiah lainnya dari terobosan tahun lalu dan mengkompilaskan mereka dalam daftar 10 besar.

Peneliti mengungkapkan bukti Higgs boson pada tanggal 4 Juli, tepat  pada  bagian terakhir yang hilang dari teka-teki . Fisikawan menyebutnya   ‘model standar fisika partikel’.  Teori ini menjelaskan bagaimana partikel berinteraksi melalui gaya elektromagnetik, gaya nuklir lemah dan gaya nuklir yang kuat untuk membuat materi di alam semesta.  Namun, hingga tahun ini, para peneliti tidak bisa menjelaskan bagaimana partikel elementer yang terlibat  memiliki massa.

“Hanya  menempatkan massa pada partikel, membuat teori  rumit secara matematis,” jelas koresponden berita Sains,  Adrian Cho, yang menulis tentang penemuan untuk journal’s Breakthrough of the Year feature. “Jadi, entah bagaimana massa harus muncul dari interaksi sebaliknya partikel tak bermassa itu sendiri. Dari sana lah Higgs timbul”

Seperti yang Cho jelaskan, fisikawan berasumsi bahwa ruang yang diisi oleh “medan Higgs” mirip seperti medan listrik. Partikel berinteraksi dengan medan Higgs untuk memperoleh energi dan massa juga. Hal ini berkat kesetaraan massa-energi Einstein yang terkenal. “Sama seperti medan listrik yang terdiri dari partikel yang disebut foton, medan Higgs terdiri dari Higgs boson yang ditenun dalam vakum,” jelasnya. “Kini fisikawan telah mengecam mereka keluar dari vakum dan ke dalam keberadaan singkat.”

Tetapi, pandangan mengenai Higgs boson ini tidak datang dengan mudah – atau murah. Ribuan peneliti yang bekerja dengan -5,5-miliar dolar – atom smasher  di laboratorium fisika partikel dekat Jenewa, Swiss, yang disebut CERN, menggunakan dua detektor partikel raksasa, yang dikenal sebagai ATLAS dan CMS, untuk menemukan boson yang  lama dicari.

Detektor Partikel CMS

Detektor Partikel CMS

CMS_Slice-1024x697

ATLAS_particle_detector

Detektor Partikel ATLAS

Ilustrasi detektor partikel dalam subsistem  ATLAS detektor. (Courtesy CERN)Illustration of particle detection in the subsystems of the ATLAS detector.

Ilustrasi detektor partikel dalam subsistem ATLAS detektor. (Courtesy CERN)

Tidak jelas kemana arah penemuan ini dalam bidang fisika partikel di masa depan, tapi dampaknya terhadap komunitas fisika tahun ini tak dapat disangkal, itulah sebabnya mengapa Sains menyebut deteksi Higgs boson sebagai terobosan  tahun 2012. Edisi khusus 21 Desember jurnal mencakup tiga artikel yang ditulis oleh para peneliti di CERN, yang membantu untuk menjelaskan bagaimana terobosan ini dicapai.

Sembilan daftar prestasi perintis ilmiah 2012 lainnya sebagai berikut. Baca lebih lanjut

“Partikel Tuhan”

Penemuan partikel Tuhan akhir-akhir ini menjadi tonggak sejarah perkembangan fisika partikel.  Penemuan Partikel Tuhan yang diumumkan Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir atau CERN membahagiakan bagi ilmuwan, tetapi juga membingungkan bagi masyarakat yang belum memahaminya. Dampaknya bagi orang awam adalah tidak ada lagi penjelasan sederhana tentang komposisi atom. Selama ini atom dikenal memiliki komposisi yang terdiri dari proton (bermuatan positif), elektron (bermuatan negatif), dan neutron (bermuatan netral). Tapi kini ada lagi tambahan Higgs-Boson.

Penggambaran komputer:  Tabrakan proton menunjukkan pola konsisten, keberadaan  boson Higgs diprediksikan.

Garis merah mewakili energi tinggi sinar proton sedangkan garis kuning menunjukkan jejak partikel yang dihasilkan dalam tumbukan. Baca lebih lanjut