Antimateri : Partikel Tuhan penyingkap pembentukan alam semesta
Materi adalah segala sesuatu yang telah kita kenal
sebagai penyusun seluruh alam semesta ini dan telah terbukti
eksistensinya. Selain materi sebagai penyusun alam, terdapat pula antimateri, yaitu sesuatu yang secara massa, sifat fisik, dan sifat kimianya mirip dengan materi, tetapi berbeda muatan. Contohnya adalah positron, yang merupakan antimateri dari elektron.
Positron (anti-elektron) adalah partikel elektron bermuatan positif
sedang elektron sendiri bermuatan negatif. Contoh lain adalah proton yang bermuatan positif. Proton mempunyai anti materi yang disebut anti-proton (negatron) yang bermuatan negatif. Karena satu proton dan satu elektron membentuk atom hidrogen, maka terdapat pula antimateri yang disebut anti-hidrogen.
Perhatikan
satu atom hidrogen yang disusun oleh satu proton dan satu elektron.
Antimateri bisa dianggap sebagai cerminan materi. Karena itu hidrogen
memiliki antimateri berbeda muatan yang disebut anti-hidrogen yang
disusun oleh anti-proton dan anti-elektron (positron). Perhatikan juga
gambar perbandingan di bawah. |
 |
Bagaimana konsep positron sebagai antimateri elektron ini ditemukan?
Keberadaan positron telah diprediksikan oleh Paul Dirac pada tahun
1902. Kemudian Carl Anderson yang membuktikan keberadaan positron pada
1932, di Fermilab, Chicago, Amerika Serikat. Elektron positif (positron)
dapat dideteksi dalam fluks radiasi kosmik pada permukaan bumi.
Anderson menggunakan pengamat kamar buih yang disusun oleh hidrogen
cair. Dia menembakan partikel bermuatan ke dalam bubble chamber berisi
superheated liquid yang dikelilingi medan magnet. Bila ada suatu
partikel bermuatan melewati hidrogen cair, maka atom-atom hidrogen yang
dilewati akan terionisasi sehingga menimbulkan buih di sepanjang
lintasannya. Jika buih itu disinari cahaya, kita dapat mengamati
jejak-jejak yang ditimbulkan partikel bermuatan tadi. Melalui beberapa
foto yang diambil, Anderson mengamati bahwa ada muatan yang massanya
sama dengan elektron tetapi melengkung ke arah yang berlawanan. Itulah
positron sang elektron positif.
Antimateri tidak boleh berinteraksi langsung dengan materi, karena
keduanya akan saling memusnahkan (annihilation) bahkan dengan udara.
Seperti Einstein bilang bahwa materi adalah energi yang terperangkap.
Energi itu dapat lepas ketika lapisan yang memerangkapnya terbuka. Jadi
jika materi dan antimateri bertemu, ini identik dengan lapisan
pembungkusnya terbuka, maka keduanya akan meniadakan sedemikian rupa
sehingga keduanya akan terlepas dalam bentuk energi sebesar 100 persen.
Apa artinya? Artinya tidak ada sisa pembakaran, tidak ada debu, tidak
ada polusi. Inilah bahan bakar sempurna untuk masa depan.
Demikian luar biasa dan sempurnanya efisiensi antimateri ini,
sehingga satu gram saja antimateri dapat digunakan untuk membuat bom
nuklir yang jauh lebih hebat daripada bom atom di Hiroshima – Nagasaki
dulu. Reaksi ini 1000 kali lebih besar daripada fisi nuklir dan 300 kali
lebih dahsyat daripada fusi nuklir.
Lantas mengapa semesta kita sekarang hanya ada materi? Di mana antimaterinya?
Penelitian tentang antimateri sangat berguna dalam membuktikan teori
big bang
(= ledakan dahsyat – teori mengenai penciptaan alam semesta). Menurut
fisika partikel, saat big bang terjadi, materi dan antimateri terdapat
dalam proporsi yang sama, baik massa maupun putaran (spin), tetapi
berbeda muatan dan kutub magnet. Namun, ketika materi dan antimateri
bertemu mereka saling melenyapkan dalam suatu ledakan dahsyat.
Hipotesis menyatakan bahwa bentukan alam semesta adalah
broken assymetry (simetri yang terkoyak). Pada waktu kelahiran alam semesta besarnya suhu diperkirakan 1032
o
K dan segala sesuatu terdapat dalam bentuk radiasi. Selanjutnya terjadi
perusakan simetri yang menghasilkan massa. Materi yang terbentuk
setelah big bang disebut
spontaneous broken symmetry
(perusakan simetri spontan). Saat peristiwa itu berlangsung, kelebihan
materi sebesar 10 pangkat 8 atau 10 pangkat 9 x 99,999999 % materi
musnah bersama seluruh antimateri ! Sisanya 0,000001 % merupakan materi
yang menyusun jagad raya sekarang !
Jadi, alam semesta sekarang sebenarnya disusun oleh sebagian kecil
materi yang tersisa setelah big bang. Kemana antimaterinya? Itulah yang
sedang dicari para fisikawan modern. Jika berhasil mempelajari
antimateri si partikel Tuhan ini, maka rahasia big bang yang membentuk
alam semesta akan tersingkap.