Model Standar Fisika Partikel

Waktu SD, guruku bilang atom adalah partikel paling kecil. Aku percaya saja karena dia guruku dan aku masih ingusan. Waktu SMP, guruku bilang di dalam atom ada neutron, proton, dan elektron. Dengan kata lain atom bukanlah partikel terkecil. Aku mulai bingung walaupun akhirnya aku percaya. Nah, waktu aku SMA guruku bilang neutron dan proton terbentuk dari quark. Sehingga, neutron dan proton bukanlah partikel terkecil. Di situ saya kadang merasa mabok dan bingung. Siapa yang jujur di antara ketiga guru tersebut? Jawabannya: guru SMA. Partikel yang tidak dapat dibelah lagi di dalam dunia fisika dikenal sebagai elementary particles (partikel dasar) yang disusun dalam model standar fisika partikel.

Model standar fisika partikel mengkategorikan partikel dasar menjadi tiga kelompok. Quark (6), lepton (6), dan boson (5). Kita cuma perlu ke-17 partikel ini untuk membentuk seluruh objek di alam semesta (iya benar, termasuk manusia). Partikel-partikel ini memiliki karakteristik tersendiri yang ditentukan dengan:

• Charge (Muatan)
• Nomor baryon
• Nomor lepton
• Strangeness (Keanehan)
• Spin (Putaran)
• Color (Warna) 
• Massa

1. Quark

Quark adalah salah satu partikel dasar yang menjadi 'batu bata' dari setiap elemen. Ada enam jenis quark: up, down, charm, strangeness, top, dan bottom. Proton dibentuk dari 3 quark; up,up,down. Hal ini dikarenakan oleh jumlah dari muatan dua quark up dan satu quark down sama dengan +1, yang sebagaimana kita tau adalah muatan proton. Sementara neutron terbentuk juga dari 3 quark namun dengan komposisi down,down,quark. Komposisi ini akan menghasilkan jumlah muatan sama dengan 0. Penemuan quark sendiri bukanlah melalui pengamatan, tapi melalui logika. Salah satu hal yang menghambat quark untuk ditemukan secara individu adalah peristiwa quark confinement. Bahkan, keberadaan quark sendiri ditentukan oleh prediksi para pakar fisika berdasarkan hasil eksperimen. 

2. Lepton

Lepton juga merupakan 'batu bata' untuk membentuk alam semesta. Namun, batu bata yang ini 'merknya' lain, sehingga para pakar fisika harus membentuk kelompok untuk golongan mereka. Sejauh ini, lepton bermuatan listrik ada tiga; elektron (iya, ini elektron yang ada di dalam atom), muon, dan tau. Masing-masing dari mereka memiliki neutrino yang tidak mempunyai muatan. Sehigga total lepton semuanya ada 6. 

3. Boson

Boson adalah virtual particle (parikel mediasi) yang dapat ditemukan di setiap interaksi antar partikel. Interaksi elektromagnetik dimediasi oleh photon, peluruhan beta minus dimediasi oleh W+/- dan Z0, dan interaksi gaya nuklir kuat dimediasi oleh gluon. Coba lihat diagram boson di atas. Kenapa boson Higgs warna kotaknya kuning? Boson Higgs baru ditemukan pada tahun 2012 dan hingga saat ini statusnya sebagai boson masih diperdebatkan oleh para fisikawan.