Browse By

Zarah Tuhan

4 Julai 2012 merupakan antara tarikh paling bersejarah dalam dunia fizik apabila saintis dari CERN berjaya menemukan sebuah zarah yang telah diramalkan pada sekitar 1960an oleh Peter Higgs. Ia begitu istimewa sehingga mendapat jolokan nama Zarah Tuhan (the God’s Particle). Namun, sebagai penghormatan kepada individu yang meramalkan kewujudannya, ia dinamakan boson Higgs.

Boson Higgs merupakan zarah bongsu, bersama-sama 16 zarah keunsuran (elementary particles) yang lain dalam Model Standard (the Standard Model). Boson adalah keluarga zarah yang berfungsi sebagai pembawa daya (force carrier) – baca di sini untuk pemahaman lebih lanjut.

Disebabkan jisimnya yang besar, boson ini memerlukan tenaga yang tinggi untuk dihasilkan. Penemuannya di CERN pada tahun 2012 hanya mampu terjadi kerana Penghentam Hadron Besar (Large Hadron Collider) pada waktu itu sudah mempunyai keupayaan untuk memecutkan dua set zarah pada kelajuan menghampiri kelajuan cahaya sebelum dihentamkan sesama sendiri. Penghentaman menyebabkan zarah-zarah tersebut berpecah menjadi zarah-zarah keunsuran (yang lebih kecil) dan boson Higgs adalah salah satu daripadanya. Mudah berkata-kata daripada melakukannya sendiri – kebarangkalian untuk menghasilkan boson Higgs adalah sangat kecil iaitu 1 per 1,000,000,000. Maka, penemuannya pada tahun 2012 adalah satu rahmat Tuhan, jika bukan satu keajaiban.

Baik. Sudah cukup mengenai sejarah dan muqadimmah, pembaca mungkin berasa ghairah untuk mengetahui mengapa zarah ini begitu istimewa. Harus diingati, zarah-zarah keunsuran seperti elektron, neutrino, gluon – termasuklah Higgs, adalah terhasil daripada pengujaan (excitation) dalam medan kuantum (quantum field) zarah tersebut (artikel mengenai medan kuantum di sini).

Sifat yang paling istimewa mengenai boson Higgs adalah – ia memberikan jisim kepada zarah-zarah lain! Bagaimana?

Penulis artikel sebelum ini menggunakan analogi ikan di dalam kolam. Kali ini, admin cuba menggunakan analogi yang lebih spesifik bagi menerangkan bagaimana boson ini memainkan peranannya. Andaikan dalam sebuah persidangan fizik yang mengumpulkan kira-kira 100 orang fizikawan seluruh dunia di dalam sebuah dewan. Mereka memenuhi dewan tersebut sambil menikmati suasana muzik riang, minuman ringan serta berborak-borak. Kemudian, Stephen Hawking memasuki dewan tersebut sambil berkerusi roda, cuba untuk ke hujung dewan bagi mendapatkan secawan koktail. Sudah tentu agak sukar baginya menembusi lautan manusia tersebut kerana dikerumuni fizikawan-fizikawan yang cuba untuk berbual dengannya. Stephen Hawking dalam analogi ini ibarat zarah Kuark Top (Top Quark) yang banyak berinteraksi dengan kelompok fizikawan yang mewakili medan Higgs (Higgs field). Disebabkan interaksi yang tinggi dengan medan Higgs, zarah tersebut memperoleh jisim yang tinggi.

Namun, jika seorang pelayan yang mahu menuju ke meja koktail untuk mengisi semula mangkuk yang kosong, sedikit atau mungkin tiada langsung fizikawan di dalam dewan yang berinteraksi dengannya. Pelayan tersebut dengan mudahnya dapat menembusi lautan manusia. Ketiadaan interaksi ini menyebabkan pelayan (analogi kepada foton) menjadi nirjisim (massless). Harus diingati, kedua-dua jenis zarah ini bermula sebagai nirjisim sebelum beinteraksi dengan medan Higgs; interaksi dengannya memberikan jisim yang khas kepada setiap jenis zarah.

Boson Higgs pula, seperti zarah-zarah lain, adalah hasil pengujaan dalam medan Higgs. Menggunakan semula analogi tadi, jika secara tiba-tiba, sekelompok (10-15  orang) fizikawan berkumpul dan berbincang mengenai penemuan fizik baharu, kelompok ini boleh dianggap sebagai analogi pengujaan yang menghasilkan boson Higgs.

Boson Higgs merupakan salah satu penemuan terbesar dalam bidang fizik di abad ke-21. Walau bagaimana pun, sudah tentu lebih banyak penemuan yang lebih besar menanti di masa hadapan. Zarah Tuhan sememangnya dari Tuhan, begitu juga dengan segala ilmu pengetahuan yang dicapai oleh seluruh umat manusia!