Penyusuan Materi Terkecil Bukan Atom

Seperti kita ketahui bahwa saat belajar di bangku sekolah kita mempelajari teori atom dan perhitungan jumlah elektron yang beredar pada setiap jenis atom. Kurang lebih seperti gambar berikut yang di ambil dari google namun lebih mudah di mengerti.

Namun pada akhirnya ditemukan materi lebih kecil dari atom yaitu Proton, Neutron, dan Elektron.
Seiring zaman manusia menemukan materi yang lebih kecil dari ketiga penyusun atom tersebut yaitu quark dan lepton.

Quark dan Lepton adalah partikel dasar penyusun materi yang memiliki "rasa" masing-masing, yang dibagi menjadi 3 jenis, masing-masing jenis disusun dalam satu kolom, dan  barisnya disusun berdasarkan kemiripan muatannya. Sedangakn pada kolom keempat adalah Gauge Boson yang merupakan partikel pembawa gaya, atau partikel virtual yang mengarahkan gaya atau interaksi antar partikel. Jika di ilustrasikan seperti gambar berikut yang di ambil dari google berdasarkan gambar paling di mengerti.

Dimana materi ini lah kunci inti reaksi dalam nuklir gluon,meson dan lepton.

Dan hampir 80% dari total alam semesta ini tersusun atas partikel penyusun tersebut dari Materi Generasi Pertama (kolom pertama dari kiri).

Untuk Proton, terdiri dari 3 Quark, yaitu dua buah Quark Naik (Up Quark) dan satu buah Quark Turun (Down Quark), seperti yang kita lihat pada tabel, Naik memiliki muatan 2/3 e (e = elementary charge/muatan partikel dasar) dan Turun memiliki muatan -1/3 e, sehingga ketika membentuk proton akan membentuk muatan 1 e. (2/3 e + 2/3 e + (-1/3 e) = 1 e)

Lalu Neutron, sama-sama terdiri dari 3 Quark, yaitu sebuah Quark Naik dan dua buah Quark turun, dan menghasilkan muatan 0, atau netral.

Berbeda dengan Proton dan Neutron, Elektron sudah merupakan partikel dasar yang tidak terdiri dari partikel lagi. Elektron sudah memiliki muatan -1 e, sehingga dapat berpasangan dengan  Proton untuk membuat muatan netral.Setiap Quark dan Lepton memiliki anti-partikelnya masing-masing. Dimana bentuk dan massanya sama tetapi memiliki muatan yang terbalik, misalnya Anti-Elektron atau yang biasa disebut Positron, adalah Elektron yang memiliki muatan 1 e, dan misalnya Anti-Proton yang terdiri dari dua Anti-Naik dan sebuah Anti-Turun yang menghasilkan muatan -1 e. Dan anti parrikel memang ada di semesta walau jumlahnya sangat sedikit.

Beralih dari partikel penyusun materi, kini ke partikel pembawa gaya, yaitu Boson. Aneh memang jika dipikirkan, bagaimana mungkin gaya merupakan suatu partikel juga? Tetapi pada mekanika quantum memang begitulah adanya.

Pertama yang saya bahas adalah Photon, yaitu partikel pembawa gaya elektromagnetis antara partikel yang bermuatan. Photon juga disebut sebagai partikel cahaya karena pada frekuensi tertentu Photon di deteksi oleh mata sebagai cahaya yang digunakan untuk melihat.

Lalu Boson W+, W− & Z, yang merupakan partikel yang membawa gaya interaksi lemah antar partikel berbeda.
Dimana W (Weak interaction) memberikan interaksi antar partikel yang berbeda rasa, boson W juga memberikan efek perubahan rasa (muatan dan karakter) dari partikel karena memiliki muatan, yaitu misalnya Quark Naik (yang bermuatan 2/3 e) yang luruh menjadi Quark Turun (yang bermuatan -1/3 e) yang dibarengi dengan adanya W− (yang bermuatan -1 e). Yang kemudian Boson W− tersebut luruh menjadi Elektron dan Elektron-Antineutrino. Ini yang menyebabkan peluruhan nuklir beta, yang membuat Proton (Naik-Naik-Turun) menjadi Neutron (Naik-Turun-Turun) dan menghasilkan ekstra elektron dan elektron-antineutrino. Reaksi ini terjadi di Matahari ketika empat buah inti Hidrogen yang terdiri dari sebuah proton bersatu menjadi inti Helium yang terdiri dua buah proton dan dua neutron.
Sedangkan boson Z (Zero charge weak interaction)  adalah boson yang tidak memiliki muatan seperti boson W dan tidak mempengaruhi perubahan rasa, hanya mempengaruhi momentumnya saja.

Lalu untuk Gluon, adalah partikel pembawa interaksi kuat antar quark, Gluon juga yang mempengaruhi Quark pada Proton, Neutron bisa terikat hingga membentuk suatu inti atom.

Sedangkan Boson Higgs, adalah boson yang tidak termasuk dalam kategori Gauge Boson. Boson ini menjawab mengapa partikel bisa memiliki massa, sedangkan interaksi lemah dan interaksi kuat yang disebabkan oleh boson W dan Z jaraknya sangatlah pendek dan Gluon hanyalah bekerja pada inti atom (quark). Higgs keberadaannya ada dimana-mana, termasuk di ruang hampa, disana hanya ada higgs. Tetapi Higgs sangat tidak stabil, dan akan langsung luruh menjadi partikel lain (faktanya, bisa luruh menjadi partikel apapun dari Boson, Lepton dan Quark).

Begitulah, sedikit penjelasan tentang partikel yang saya ketahui, jadi partikel penyusun semesta bukan hanya Proton-Neutron-Elektron saja. Semoga bermanfaat.