Quark Confinement, alasan mengapa quark tidak pernah jomblo

Quark tidak pernah ditemukan seorang diri secara ngenes. Walaupun beberapa fisikawan jomblo pernah mencoba untuk merusak hubungan si quark, eh si quarknya malah nambah banyak. Fenomena ini disebut quark confinement. 

Untuk merusak gaya nuklir kuat yang mengikat kisah cinta quark di dalam meson, fisikawan harus memberikan gaya yang cukup besar. Besaran gaya berbanding lurus dengan energi yang diberikan. Dengan kata lain, untuk merusak hubungan antara quark dan antiquark di dalam meson membutuhkan energi yang sangat besar. Semakin besar energi maka semakin jauh pula jarak antara quark di dalam sebuah meson. Papa Einstein mencetuskan bahwa E=mc^2 yang mana setiap energi dapat berubah menjadi sebuah benda yang memiliki massa dan juga sebaliknya. Ketika energi yang diberikan mencapai titik tertentu pada jarak tertentu, energi tersebut akan membuat quark baru yang akan menemani quark lama yang sudah lepas. Hal ini akan menghasilkan dua buah meson sempurna yang berisi quark dan antiquark. Hal yang sama pun berlaku jika jumlah energi yang cukup besar diberikan kepada baryon dengan niat untuk membebaskan quark dari pasangannya. 

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.