Upaya Mencari Partikel Tuhan

Tepuk tangan riuh 80 fisikawan dari berbagai negara memecah keheningan di ruang monitor Pusat Riset Nuklir Eropa (Centre Europeen pour la Recherche Nucleaire --CERN), 10 September lalu. Pada saat itu, partikel proton (muatan listrik positif) yang dipacu mendekati kecepatan cahaya berbenturan dan pecah berantakan. Nah, dari pecahan partikel itulah diharapkan ditemukan "partikel Tuhan". Partikel Tuhan adalah partikel hipotesis yang dikemukakan ahli fisika teori Inggris, Peter Ware Higgs, 44 tahun silam.

Percobaan yang dilakukan para ilmuwan di CERN itu adalah bagian napak tilas Ledakan Besar (Big Bang) yang terjadi 12-15 milyar tahun silam. Menurut Higgs, sesaat setelah Big Bang terbentuk, partikel-partikel tak bermassa mengambang di angkasa. Teori Higgs bermula dari keheranan Higgs, mengapa benda bermassa kehilangan wujud ketika dipecah dalam ukuran molekul, atom, dan quark. Maka, Higgs berpendapat, materi paling awal setelah ledakan besar itu tidak memiliki massa.

Kemudian partikel-partikel itu melewati medan energi mahadahsyat yang memberinya massa. Setelah melewati medan energi mahadahsyat, materi mendapatkan massa dan semakin besar seiring dengan berjalannya waktu. Partikel yang disebut Boson Higgs itulah yang menjadi cikal bakal seluruh materi di jagat raya ketika mendapat massa. Termasuk menjadi cikal bakal makhluk hidup.

Karena Higgs mengaku ateis, maka ilmuwan mengejek Higgs dengan olok-olok "partikel Tuhan" untuk partikel awal itu. Yang dilakukan ilmuwan CERN adalah meniru kejadian sesaat setelah Big Bang untuk membuktikan adanya partikel Higgs. Peter Higgs, yang kini berusia 79 tahun, menyatakan keyakinannya bahwa partikel hipotesisnya akan terbuktikan. "Saya berpikir, mungkin partikel itu cantik," katanya.

Untuk membuktikan keyakinan Higgs itu, CERN menggunakan fasilitas yang disebut Large Hadron Collider (LHC). LHC adalah mesin pemercepat partikel sebelum kemudian dibenturkan satu sama lain agar pecah berantakan. "Palu" untuk memecah partikel itu berupa bangunan raksasa berbentuk cincin dengan keliling 27 kilometer. Bangunan itu ditanam di kedalaman 175 meter.

Ribuan superkonduktor magnet dengan bentuk bervariasi dan ukuran berbeda-beda dirangkai sedemikian rupa. Meliputi 1.232 magnet dua kutub yang masing-masing berukuran 15 meter dan 392 magnet empat kutub berukuran 5 hingga 7 meter. Saking besarnya konstruksi itu, sepotong pipanya bisa dipakai untuk membangun satu Menara Eiffel anyar.

Pembangunan fasilitas itu dimulai pada 2003, makan dana sampai €6,4 milyar atau US$ 9,2 milyar (Rp 85,56 trilyun). Proyek ambisius itu didanai secara patungan oleh 20 negara Eropa, Amerika Serikat, dan Jepang. Akhirnya proyek raksasa itu sukses meniru jejak Big Bang dalam laboratorium untuk pertama kalinya. Tepat pada pukul 10.28 waktu setempat, atau pukul 15.30 WIB, semburat garis putih membentuk pola tertentu di layar komputer tempat para ahli di ruang pantau CERN.

Semburat itu mengindikasikan bahwa proton bertabrakan dan pecah berantakan menjadi partikel lebih kecil. Partikel-partikel itu membentuk jejak pada helium cair bersuhu -271 derajat celsius atau hanya dua derajat di atas suhu nol mutlak yang setara dengan -273 derajat celsius. Kejadian itu disambut sukacita oleh para fisikawan. "Kejadian yang fantastik!" kata Lyn Evans, pemimpin proyek LHC.

"Sekarang kami dapat melihat era baru untuk memahami seperti apa kira-kira asal mula dan evolusi semesta," katanya. Kegembiraan juga pecah di Chicago, yang berjarak ribuan kilometer dari lokasi eksperimen. "Ini sukses seluruh anggota tim," kata Robert Aymar, Direktur Utama CERN. Nah, sebenarnya apa yang terjadi?

Di ruang LHC sepanjang 27 kilometer yang tertutup rapat itu, ilmuwan melarikan partikel proton sampai mendekati kecepatan cahaya. Caranya, dengan memacu partikel itu lari mengelilingi terowongan sebanyak 11.000 kali per detik atau dengan kecepatan 297.000 kilometer per detik. Sedangkan kecepatan cahaya adalah 299.792 kilometer per detik. Kondisi kecepatan setinggi itu berkorelasi dengan temperatur yang sangat tinggi. Panas terik itu diperkirakan mirip keadaan alam semesta pada saat baru lahir.

Awalnya, partikel dipacu searah jarum jam. Setelah itu, proton ditembakkan berlawanan arah dengan jarum jam. Proton-proton yang lintasannya berlawanan itu kemudian ditabrakkan sehingga pecah berantakan. Tumbukan itu melepaskan energi yang direkam alat pendeteksi pada titik-titik tertentu sepanjang terowongan. Lepasnya energi itu juga dikuti pecahnya partikel-partikel yang lebih renik dari proton. Termasuk partikel tak bermassa Boson Higgs.

Kini para ilmuwan tengah meneliti seluruh detektor untuk menemukan "partikel Tuhan" itu. "Kemungkinan besar partikel muncul sangat cepat. Saya yakin, lebih dari 90% itu akan terjadi," ujar Higgs. Tidak hanya itu, Higgs juga meyakini partikel itu cantik.

Namun astrofisikawan Inggris, Stephen Hawking, tidak yakin LHC akan menemukan partikel Higgs. Untuk itu, dia bertaruh US$ 100 bahwa mega-eksperimen itu tidak akan menemukan partikel yang sulit dipahami ilmu pengetahuan kosmos. "Saya bertaruh seratus dolar bahwa mereka tidak akan menemukan partikel Higgs," kata Hawking.

Toh, penelitian LHC tidak hanya untuk mencari "partikel Tuhan". Sebab, sekali terjadi benturan, akan diperoleh pengukuran dan peneraan dari LHC empat percobaan besar. Pertama, percobaan LHC akan melengkapi ilmu fisika tentang gravitasi yang gambarannya dimulai Newton. Gravitasi merupakan aksi massa. Tetapi, sejauh ini, ilmu pengetahuan tidak dapat menjelaskan mekanisme yang membangkitkannya. Percobaan pada LHC akan menyediakan jawabannya.

Percobaan LHC juga akan mencoba meneliti terjadinya materi gelap (dark matter) di alam semesta, karena materi ini hanya tampak 5% dari semua yang eksis, dan sisanya dipercaya tersusun atas materi gelap. Mereka akan menyelidiki, mengapa materi di alam semesta lebih banyak dari anti-materi. "LHC adalah mesin penemu," kata Robert Aymar.

"Riset ini akan membawa perubahan bagaimana manusia memandang semesta dan melanjutkan tradisi rasa ingin tahu manusia," ia menambahkan. Namun percobaan CERN mengundang kontroversi karena kekhawatiran akan akibatnya. Mereka yang khawatir mengirim e-mail ke CERN dan mencemaskan bahwa percobaan itu bakal menciptakan lubang hitam (black hole).

Kekhawatiran itu bukan tidak berdasar. Sebab, menurut Albert Einstein, jika materi bermassa bergerak secepat cahaya, massanya menjadi tak berhingga. Maka, bumi pun akan terisap oleh gravitasinya. "LHC aman, dan segala kekhawatiran itu hanyalah khayalan," ujar Aymar.
Gatra