Artikel Sains: Mencari Materi Awal Alam Semesta

Para pakar fisika hendak membuat simulasi tahapan sesaat setelah dentumen besar menggunakan pemercepat partikel-LHC terbesar di dunia di CERN Jenewa.

Para pakar fisika Eropa sejak 20 tahun terakhir ini membangun instalasi pemercepat partikel, Large Hadron Collider-LHC berupa cincin raksasa dengan diameter 27 kilometer di kedalaman 100 meter di seputar kota Jenewa Swiss. Instalasi seharga 4 milyar Euro di pusat penelitian nuklir Eropa-CERN itu, diharapkan mampu memecahkan misteri unsur terkecil penyusun alam semesta.

Di instalasi pemercepat partikel terbesar di dunia di Jenewa itu, Proton dari inti atom unsur Hidrogen dipercepat hingga kecepatan mendekati kecepatan cahaya, yakni sekitar 300.000 km per detik. Separuh proton dari inti atom Hidrogen dipercepat searah jarum jam, separuh lagi melawan arah jarum jam. Pada satu titik proton ini akan saling bertabrakan dengan kecepatan super tinggi.

Operasi pertama instalasi pemercepat partikel –LHC di Jenewa itu sukses dilakukan tanggal 10 September lalu. Sekitar 10.000 pakar fisika di seluruh dunia mengamati dengan tegang peristiwa penting dalam pembuktian komposisi materi awal ketika terbentuknya alam semesta. Beberapa abad lamanya, para pakar fisika meyakini, atom adalah bagian terkecil penyusun materi. Tapi ilmu fisika modern menyebutkan aksioma, inti atom sebetulnya masih terdiri dari sejumlah partikel yang lebih kecil lagi. Partikel inilah yang terbentuk di saat kelahiran alam semesta.

Direktur jenderal pusat penelitian CERN di Jenewa, Rolf-Dieter Heuer menjelaskan:
“Dengan mesin ini kami semakin mendekat ke mikrokosmos pada saat awal terbentuknya alam semesta. Kami mengharapkan, dengan itu dapat diperoleh pengetahuan baru menyangkut kondisi awal alam semesta.“

Dengan bantuan Large Hadron Collider hendak ditemukan apa yang disebut partikel Higgs. Apa yang disebut Higgs-Boson itu adalah partikel yang dapat menjelaskan mengapa materi memiliki massa. Diberi nama Higgs-Boson karena ilmuwan yang pertama kali melontarkan aksiomanya adalah professor Peter Higgs dari Universitas Edinburg sekitar 30 tahun lalu. Apa yang disebut medan Higgs adalah gaya yang tidak kasat mata yang terbentuk sesaat setelah Dentuman Besar, ketika alam semesta mulai mendingin dengan suhu di bawah nilai kritisnya. Aksiomanya, semua partikel yang melakukan interaksi dengan Higgs Boson akan memiliki massa. Semakin intensif interaksinya, semakin berat bobotnya. Dengan penelitian menggunakan LHC hendak dibuktikan eksistensi Higgs-Boson. Jika tidak terbukti, maka teori fisika mungkin harus ditulis ulang.

Selain itu pemercepat partikel juga diharapkan mampu menguak misteri di balik apa yang disebut materi gelap dan energi gelap, yang mengikat galaxi seperti perekat yang tidak kasat mata. Hingga kini, peranan kedua materi itu dalam evolusi alam semesta masih merupakan misteri. Diduga, materi gelap mempercepat rotasi galaxi. Sementara energi gelap merupakan gaya yang mempercepat pemuaian alam semesta.

Bahkan sejumlah ilmuwan yakin, pemercepat partikel terbesar di dunia di Jenewa itu juga dapat menciptakan lubang hitam dalam ukuran amat kecil. Pakar fisika dari Universitas Tübingen Jerman, Prof Otto Rössler bahkan mencemaskan, lubang hitam artifisial itu akan memiliki daya hisap luar biasa, dan mampu menghancurkan Bumi.

Namun pakar fisika dari CERN, Joachim Mnich membantah ketakutan tsb. Mnich mengatakan: “Prinsipnya pada LHC kami tidak melakukan hal baru. Kami melakukan reproduksi apa yang terjadi setiap hari di Bumi. Sejak lahirnya sekitar 4,5 milyar tahun lalu, Bumi terus dibombardir partikel kosmis, yang sebagian memiliki energi amat tinggi. Dan juga bila dengan itu dapat diciptakan lubang hitam, nyatanya sejak 4,5 milyar tahun Bumi tetap eksis. Hal itu menunjukkan partikel ini samasekali tidak berbahaya.“

Berbagai penelitian yang dilaksanakan di CERN terutama adalah riset fisika masa depan. Dalam arti, tidak memiliki aplikasi langsung bagi keseharian umat manusia di saat ini. Pengetahuan mengenai fase awal alam semesta sesudah dentuman besar, tidak akan mempengaruhi langsung kehidupan manusia. Seperti juga juga pembuktian peranan materi gelap dan energi gelap.

Pertanyaan mengenai bagaimana alam semesta tercipta? Bagaimana kehidupan muncul? Dari mana asal-usul umat manusia? Merupakan tema yang sudah ada sejak manusia dapat berfikir. Inilah yang hendak dijelaskan melalui pendekatan ilmu fisika oleh para ilmuwan. Berdasarkan teori fisika, alam semesta yang kita huni, tercipta sekitar 13 milyar tahun lalu setelah terjadinya dentumen besar. Pakar fisika partikel dari Institut Max-Planck, Prof. Siegfried Bethke menjelaskan : “Kami dengan eksperimen ini mungkin tidak dapat meniru persis dentuman besar. Akan tetapi mendekatinya. Dan kami mengharapkan melihat hasil substansial baru dalam ilmu fisika. Yang tidak hanya menjelaskan ilmu fisika partikel, melainkan juga sejarah terbentuknya alam semesta.“

Uji coba yang dilakukan di instalasi LHC di Jenewa itu akan memakan waktu cukup lama. Sebuah rangkaian ujicoba dapat berlangsung beberapa minggu atau beberapa bulan lamanya. Sebab mesin raksasa tsb tidak bisa dihidupkan atau dimatikan segampang pesawat radio atau lampu pijar. Karena prosedurnya amat rumit dan kebutuhan energinya luar biasa besarnya.

Supaya partikel yang dipercepat mendekati kecepatan cahaya tidak buyar, LHC harus dilengkapi magnet ukuran raksasa, yang menciptakan medan magnet amat kuat untuk menjaga partikel tetap pada lintasannya. Untuk meniru kondisi alam semesta seperti sesaat setelah dentuman besar, suhu di dalam instalasi pemercepat partikel itu harus direkayasa mendekati nol absulut, atau sekitar minus 237 derajat Celsius. Sistem pengawas dan sensor amat rumit dipasang di sepanjang LHC, untuk mengawasi jangan sampai terjadi kerusakan atau kebocoran.

Kompleksitas instalasi, mahalnya biaya pembangunan serta sulitnya ilmu fisika yang diujicoba dicerna oleh otak orang awam, juga menimbulkan berbagai kritik dan pertanyaan. Namun para ilmuwan pantang mundur. Mereka mengajukan alasan, hasil penelitian yang 100 tahun atau bahkan 10 tahun lalu dianggap mustahil atau tidak ada gunanya, ternyata kini banyak yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas kehidupan umat manusia. Juga asal usul alam semesta, rahasia berbagai partikel terkecil penyusun materi, serta kekuatan yang masih misterius di alam semesta, cepat atau lambat akan memiliki kegunaan langsung.

Sumber : dw world