Akselerator atau Anti Materi adalah alat yang dipakai untuk mempercepat gerak partikel bermuatan seperti elektron, proton, inti-inti ringan, dan inti atom lainya. Mempercepat gerak partikel bertujuan agar partikel tersebut bergerak sangat cepat sehingga memiliki energi kinetik yang sangat tinggi.
Akselerator partikel pertama kali dikembangkan oleh dua orang fisikawan Inggris, J.D. Cockcroft dan E.T.S. Walton, di Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge pada 1929. Atas jasanya ini, mereka dianugerahi hadiah Nobel bidang fisika pada 1951. Pada mulanya, akselerator partikel dipakai untuk penelitian fisika energi tinggi dengan cara menabrakkan partikel berkecepatan sangat tinggi ke target tertentu. Namun, ada beberapa jenis akselerator partikel yang dirancang untuk memproduksi radiasi berenergi tinggi untuk keperluan radioterapi.
Tabung sinar-X merupakan contoh paling sederhana tentang jenis akselerator partikel tunggal. Dalam tabung ini, elektron yang dipancarkan oleh filamen panas dipercepat melalui tabung hampa menuju target tungsten atau wolfram (W) yang diberi beda potensial positif tinggi terhadap sumber elektron. Sinar-X terpancar ketika elektron berkecepatan tinggi tersebut berhenti dalam target. Tabung sinar-X dioperasikan dalam beda tegangan hingga kira-kira 2 x 106 V. Hal itu berarti elektron dipercepat di dalam tabung hingga memiliki energi kinetik sebesar 2 x 106 eV, dan sinar-X yang dihasilkannya memiliki energi maksimum 2 x 106 eV atau 2 MeV.
Kegunaan dari Partikel Akselerator Telah diperkirakan bahwa ada sekitar 26.000 akselerator di seluruh dunia. Dari jumlah tersebut, hanya 1% yang merupakan mesin penelitian dengan energi di atas 1 GeV, 44% adalah untuk radioterapi, 41% untuk implantasi ion, 9% untuk industri pengolahan dan penelitian, dan 4% untuk penelitian rendah energi biomedis dan lainnya.
Untuk pertanyaan yang paling mendasar ke dalam dinamika dan struktur materi, ruang, dan waktu, fisikawan mencari jenis interaksi yang paling sederhana pada energi tertinggi. Ini biasanya memerlukan energi partikel dari banyak GeV, dan interaksi dari jenis partikel sederhana: lepton (elektron dan positron misalnya) dan quark untuk materi, atau foton dan gluon untuk daerah quanta. Sejak quark yang terisolasi secara eksperimental tidak tersedia karena penahanan warna, percobaan paling sederhana yang tersedia melibatkan interaksi dari:
1.) Lepton dan satu sama lain
2.) Lepton dengan nukleon, yang terdiri dari quark dan gluon.
Fisikawan partikel dasar cenderung menggunakan mesin untuk membuat sinar elektron, positron, proton, dan anti-proton berinteraksi satu sama lain atau dengan inti yang paling sederhana (misalnya, hidrogen atau deuterium) di energi tertinggi (umumnya ratusan GeV atau lebih).
Fisikawan nuklir dan ahli kosmologi dapat menggunakan sinar inti atom kosong, elektron yang dikosongkan untuk menyelidiki struktur, interaksi, dan sifat inti itu sendiri, dan materi yang terkondensasi pada suhu sangat tinggi dan padat, seperti yang mungkin telah terjadi di saat-saat pertama dari Big Bang. Investigasi ini sering melibatkan tabrakan inti atom berat seperti besi atau emas pada energi beberapa GeV per nukleon. Pada energi yang lebih rendah, sinar dari inti atom yang dipercepat juga digunakan dalam pengobatan, seperti untuk pengobatan kanker.
Dampak Negatif Partikel Akselerator
Partikel akselerator dapat membuat sebuah blackhole (lubang hitam) mini yang dapat menarik seluruh benda yang ada di dekatnya bahkan cahayapun dapat lenyap di telan blackhole. Oleh karena itu di sejumlah negara di Amerika dan Eropa, beberapa ilmuwan telah mengajukan gugatan hukum agar CERN menghentikan usahanya untuk memecahkan partikel.
Kekhawatiran para ilmuwan AS itu ditepis pakar-pakar CERN. “Dunia tidak akan kiamat karena LHC,” tegas pimpinan proyek Lyn Evans. Pernyataan senada dipaparkan David Francis, fisikawan yang bertanggung jawab atas detektor partikel ATLAS pada proyek LHC. Dia hanya tersenyum saat ditanya apakah dirinya mengkhawatirkan black holes dan partikel mematikan yang disebut strangelet yang digambarkan para ilmuwan AS.
Seluruh catatan yang menyebutkan LHC mungkin saja akan menghasilkan “Medium-sized Bang” atau mini blackhole yang tidak bisa dikendalikan, dibantah oleh ilmuwan-ilmuwan CERN: mereka meyakinkan kita bahwa “meski blackholes bisa diciptakan, hal ini masih terlalu kecil dan terlalu cepat jika dikatakan akan menghasilkan tenaga gravitasi yang kuat”. “Kita bahkan tidak tahu apa yang akan terjadi” ujar fisikawan Perancis, Yves Schutz. “Kita sekarang berada dalam domain energi yang tak seorangpun pernah menyentuhnya.”
Tujuan Di Buatnya Partikel Akselerator
Tujuan utama mega proyek Partikel Akselerator Atau yang biasa kita sebut LHC adalah untuk menjawab berbagai misteri terbesar dalam alam semesta, yaitu bagaimana alam semesta terbentuk lalu bagaimana dan mengapa alam semesta bisa berkembang seperti sekarang ini.
Dengan proyek ini bisa diketahui apa yg terjadi sepersejuta detik setelah big bang terjadi.
Dengan proyek ini bisa diketahui apa yg terjadi sepersejuta detik setelah big bang terjadi.
Para ahli berharap akan bisa melihat partikel paling eksotis yaitu “Partikel Higg Boson” atau populer disebut “Partikel Tuhan”. Dengan beroperasinya hasil mega proyek ini, Para ilmuwan akan dapat meneliti langsung Hal-hal seperti Genesis Particle, Black Hole, Dark Matter, Higgs Bosson, Force Separator, Graviton Pulse, dan lain-lain.
Cara Kerja Partikel Akselerator
Partikel Akselerator/LHC terdiri dari dua pipa cahaya yg berdekatan dimana masing-masing pipa berisi sekelompok proton yg “berlari” mengilingi cincin utama secara berlawanan arah. Setiap kelompok proton tersebut didorong” oleh mesin LHC sehingga bisa mengandung energi sebesar 7 Trilyun Volt (7 TeV) atau setara kereta super cepat yang bergerak dengan kecepatan penuh. Kecepatan proton tadi hampir menyamai kecepatan cahaya. Idenya adalah untuk mengfokuskan energi besar ini ke dalam ruang sekecil mungkin.
Pada 4 titik tertentu 2 pipa tersebut akan bersilangan satu sama lain sehingga 2 kelompok proton tadi akan saling bertabrakan dg total energi sebesar 14 TeV dan menghasilkan 600 juta partikel per detik. Pada titik-titik tabrakan tersebut dipasang detektor-detektor raksasa yg akan mencatat semua serpihan partikel super kecil yg dihasilkan pada setiap tabrakan. Ukuran konstruksi salah satu dari detektor tersebut dapat digunakan untuk membangun satu Menara Eiffel.
Dua proton yang ditembakkan meniru kondisi “Big Bang” dari “plasma kosmik”. Plasma kosmik adalah keadaan hampir cair yg masih merupakan misteri, yang terbentuk sebelum partikel-partikel itu dingin agar terbentuk atom bersama-sama. LHC akan memaksa partikel-partikel ini lepas dari ikatannya, menjadi substansi dari zat yang terurai – untuk menciptakan “plasma kosmik” yang asli, dan merekonstruksi kondisi Big Bang.
Menurut penelitian yg dipublikasikan oleh Irina Arefieva dan Igor Volovich,” Dalam relativitas umum, waktu digambarkan dalam kurva ruang-waktu berawal dari masa lalu ke masa depan. Tetapi adakalanya kurva tersebut akan berpotongan, seperti kurva tertutup, yang diinterpretasikan sebagai sebuah mesin waktu – sekaligus memunculkan kemungkinan perjalanan waktu (time travel).
Majalah Discover mengutip ini: “Proses collision (tubrukan proton) di LHC dapat menyemburkan massa baru yang aneh, dimensi ruang tersembunyi yang membentang, bahkan menciptakan dimulainya lagi kelahiran kecil jagat raya. Dan sekarang, seperti yang kita lihat – mungkin sekaligus mesin lorong waktu.”
Pemusnahan Partikel – Antipartikel Jika sebuah partikel dan antipartikel berada di medan kuantum yang sesuai, maka mereka dapat memusnahkan satu sama lain dan menghasilkan partikel lain. Reaksi seperti e− + e+ → γ + γ (kehancuran dua-foton dari pasangan elektron-positron) adalah contoh. Penghapusan foton tunggal dari pasangan elektron-positron, e− + e+ → γ, tidak dapat terjadi di ruang kosong karena tidak mungkin untuk menjaga energi dan momentum bersamaan dalam proses ini. Namun, pada medan Coulomb tentang inti atom sebuah sifat invarian translasi rusak dan pemusnahan foton tunggal mungkin terjadi.Reaksi terbalik (di ruang bebas, tanpa inti atom) juga tidak mungkin karena alasan ini.
Dalam teori medan kuantum proses ini diperbolehkan hanya sebagai sebuah medan antara kuantum dalam waktu yang cukup singkat bahwa pelanggaran konservasi energi dapat diakomodasi oleh prinsip ketidakpastian.
Ini akan membuka jalan bagi produksi pasangan virtual atau pemusnahan di mana suatu satu medan partikel kuantum dapat berfluktuasi menjadi dua medan partikel dan kembali. Proses ini penting pada medan vakum dan penormalan kembali dari teori medan kuantum. Ini juga membuka jalan bagi pencampuran partikel netral melalui proses seperti yang digambarkan di sini, yang merupakan contoh yang rumit dari penormalan kembali massa.
