Apa yang Anda Ketahui tentang Antimateri yang Menjadi Pasangan Materi??

Gambar Animasi Antimateri (Sumber gambar: CERN)

WANIBESAKc - Mungkin kita pernah mendengar tentang antimateri dalam konteks fiksi ilmiah atau akselerator partikel, namun antimateri adalah bagian dari dunia sehari-hari. Setiap partikel elementer memiliki anti partikel yang sesuai yang disebut sebagai antimateri. 

Contohnya:

- Proton memiliki anti-proton.

- Neutron memiliki anti-neutron. 

- Elektron memiliki anti elektron yang disebut positron.

Berikut akan dijabarkan beberapa fakta menarik dari antimateri.

1. Antimateri dan partikel materi memiliki massa yang sama namun berbeda dalam sifat seperti muatan listrik dan putaran. Sebagai contoh, elektron memiliki muatan listrik -1, sementara positron memiliki muatan +1.

2. Partikel antimateri dapat digunakan untuk membangun atom antimateri dan elemen antimateri. Atom anti helium terdiri dari nukleus yang mengandung dua neutron dan dua anti proton (muatan = -2), dikelilingi oleh 2 positron (muatan = +2).

3. Hingga saat ini, antimateri sangat jarang ditemukan di alam semesta. Hal ini disebabkan karena, keberadaan antimateri di alam semesta pastilah sangat singkat karena jumlah materi biasa sangat banyak. Misalnya Atom antihidrogen, hanya bertahan 40 miliar detik karena banyaknya materi biasa. Hal ini disebabkan saat materi dan antimateri bertemu atau bereaksi maka akan saling memusnahkan (annihilation), meninggalkan partikel subatomik lainnya seperti foton. Reaksi pemusnahan ini akan melibatkan energi yang jumlahnya sama dengan persamaan Einstein E = mc2.

Proses ini menghasilkan ledakan yang memancarkan sejumlah energi dan radiasi yang berjalan dengan kecepatan cahaya. Oleh sebab itu sangat penting untuk menjaga antimateri dari materi biasa agar keduanya tidak bersentuhan.

4. Walaupun berbahaya, namun antipartikel dapat diproduk di dalam laboratorium menggunakan akselerator partikel. Mereka bahkan bisa terjebak dan disimpan selama berminggu-minggu dalam satu waktu. Sebagai contoh, positron saat ini telah diproduksi untuk berbagai penelitian berkat CERN (European Organization for Nuclear Research). Positon yang dihasilkan dari Laboratoium dalam dunia medis digunakan pada scan pemindaian Tomografi Positron Emission Tomography (PET). Selain positron, Anti-proton, anti-neutron juga telah diproduksi di dalam Laboratorium.

5. Antimateri yang dapat diproduksi dalam laboratorium memiliki tantangan tersendiri dalam hal penyimpanan. Hal ini berkaitan dengan sifat antimateri dan materi yang akan saling meniadakan saat bersentuhan. Dalam kasus hidrogen, para ilmuwan memanfaatkan sifat magnetik antihidrogen untuk menjebaknya cukup lama sehingga para ilmuwan bisa mempelajarinya.

6. Penghancuran atau reaksi antara materi dengan antimateri berpotensi melepaskan sejumlah besar energi (Setara dengan E = mc²). Suatu antimateri bisa menghasilkan ledakan seukuran bom nuklir. Walaupun demikian, manusia hanya menghasilkan jumlah antimateri yang sangat kecil. Jumlah antimateri yang pernah diproduksi oleh perusahaan atau lembaga penelitian sebagai berikut.

- Semua antiproton yang dibuat di akselerator partikel Tevatron Fermilab hanya mencapai 15 nanogram.

- jumlah antriproton yang dibuat di CERN (European Organization for Nuclear Research) berjumlah sekitar 1 nanogram. 

- DESY di Jerman, memproduksi sekitar 2 nanogram positron. 

Masalahnya pembuatan atau produksi antimateri terletak pada efisiensi dan biaya produksi serta penyimpanan antimateri. Membuat 1 gram antimateri membutuhkan sekitar 25 juta miliar kilowatt-jam energi dan menghabiskan biaya lebih dari satu juta miliar dolar.

7. Antimateri pernah di angkat dalam novel fiksi ilmiah dan movie fiksi ilmiah. Dalam buku dan film Angels and Demons karya Dan Brown, menceritakan profesor Langdon yang mencoba menyelamatkan Kota Vatikan dari sebuah bom antimateri yang akan dilakukan oleh kelompok illuminati. Selain itu, Perusahaan penerbangan Star Trek menggunakan penguat penghancuran materi dan antimateri untuk melakukan perjalanan yang lebih cepat dari pada kecepatan cahaya.

8. Pada bulan Januari 2011, penelitian yang dilakukan oleh American Astronomical Society menemukan antimateri (positron) yang berasal dari awan petir.

9. Para ilmuwan mengklaim bahwa antimateri merupakan bahan yang paling mahal untuk diproduksi. Pada tahun 2006, Gerald Smith memperkirakan dibutuhkan dana sebesar $250 juta untuk dapat menghasilkan 10 miligram positron (setara dengan $25 miliar per gram);

Pada tahun 1999, NASA menyatakan dibutuhkan dana sebesar $62,5 triliun per gram antihidrogen. 

Jumlah dana yang dibutuhkan sangat besar, karena proses produksi sangat sulit sehingga hanya sedikit antimateri yang diproduksi dalam setiap reaksi yang terjadi di akselerator partikel.

10. Antimateri telah direncanakan akan digunakan sebagai mekanisme pemicu untuk senjata nuklir. Kendala utamanya adalah kesulitan memproduksi antimateri dalam jumlah cukup banyak, dan tidak ada bukti bahwa hal itu akan dapat dilakukan. Walaupun demikian, Angkatan Udara AS  mulai mempertimbangkan kemungkinan digunakan sebagai senjata, tidak hanya sebagai pemicu, tetapi juga sebagai peledak itu sendiri.

11. Kepada livescience, NASA mengatakan: "Antimateri TIDAK anti-gravitasi".

"Meski belum dikonfirmasi secara eksperimental, teori yang ada memprediksi bahwa antimateri berperilaku sama terhadap gravitasi seperti halnya materi normal."

12. Antimateri pertama kali diprediksi pada tahun 1928 oleh fisikawan Inggris Paul Dirac, berdasarkan persamaan relativitas khusus Einstein dan teori atom mekanika kuantum.

Persamaan relativitas khusus Einstein mengatakan bahwa cahaya adalah benda yang bergerak paling cepat di alam semesta, sedangkan mekanika kuantum menggambarkan apa yang terjadi dalam sebuah atom.

Berdasarkan dua teori ini Dirac menemukan bahwa persamaan tersebut bekerja untuk elektron dengan muatan negatif atau dengan muatan positif.

Dirac pada awalnya ragu untuk membagikan temuannya. Namun pada akhirnya dia mengatakan bahwa setiap partikel di alam semesta akan memiliki bayangan cermin.

Setelah pernyataan tersebut, pada tahun 1932 Fisikawan Amerika Carl D. Anderson menemukan positron.

Dirac menerima Hadiah Nobel dalam bidang Fisika pada tahun 1933, dan Anderson mendapatkan hadiah tersebut pada tahun 1936.

13. Ketika partikel antimateri berinteraksi dengan partikel materi, mereka saling memusnahkan dan menghasilkan energi. Hal ini menyebabkan para insinyur berspekulasi bahwa pesawat ruang angkasa bertenaga antimateri mungkin merupakan cara yang efisien untuk menjelajahi alam semesta tercinta ini.

SUMBER RUJUKAN

- www.thoughtco.com dengan judul artikel “overview of antimatter”

- www.thoughtco.com  dengan judul artikel “Matter-Antimatter Power on Star Trek”

- www.symmetrymagazine.org dengan judul artikel “ten things you might not know about antimatter”.

- Wikipedia. Antimatter. Online. (en.m.wikipedia.org/wiki/Antimatter) diakses pada Minggu, 26 Februari 2018.

- Anonim. 2014. What is antimater?. Online. (amp.livescience.com/32387-what-is-antimatter.html) diakses pada Minggu, 25 Februari 2018.