Makalah sejarah fisika

MAKALAH SEJARAH FISIKA

PARTIKEL DASAR ALAM SEMESTA

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK 13

AYU NUR AZISA DJABIR (1312441017)

SULHAM (1412441002)

PENDIDIKAN FISIKA ICP B 2014

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan

Rahmat, Inayah, Taufik dan Hinayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan

penyusunan Makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana.

Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk

maupun pedoman bagi pembaca.

Harapan kami semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan

pengalaman bagi para pembaca, sehingga kami dapat memperbaiki bentuk

maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.

Makalah ini kami akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang

kami miliki masih kurang. Oleh kerena itu kami harapkan kepada para pembaca

untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk

kesempurnaan makalah ini.

Makassar, Desember 2016

Kelompok 13

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangSebelum menggali penemuan abad kedua puluh tentang unsur

pokok alam semesta yang utama, kita harus membahas bidang matematika

yang pertama kali menjadi menonjol dalam fisika dalam konteks fisika

nuklir dan yang penting tumbuh seiring berjalannya waktu: medan yang

dieksploitasi adalah konsekuensi dari simetri di alam. (Sebagai simetri dari

sistem menyiratkan bahwa sistem tetap berubah dalam transformasi-rotasi

tertentu simetri berarti invarian di bawah rotasi-nama lain untuk properti

ini adalah invarian.) Kita telah menyinggung hal itu ketika kita membahas

teorema Noether, lanjutan dari hukum kekekalan energi dan momentum

dalam mekanika klasik dan teori medan merupakan konsekuensi dari

invarian di bawah pergeseran waktu dan di bawah translasi spasial,

masing-masing, dan konservasi momentum sudut merupakan konsekuensi

dari invarian di bawah rotasi.

Dengan munculnya mekanika kuantum, koneksi tersebut antara

simetri dan hukum konservasi diperoleh jauh lebih menonjol. Kekuatan

klasik, fisika deterministik adalah untuk memprediksi perilaku rinci

sistem, seperti matahari dan planet-planet. Ketika kesempatan mengambil

alih, prediksi bukan lagi tujuan utama fisika; sebaliknya, fisikawan

mencari struktur permanen di alam: Mengapa atom ? Mengapa inti ?

Mengapa garis spektrum dari radiasi yang dipancarkan oleh atom dan inti

pada saat-frekuensi karakteristik? Mengapa bahan padat membentuk

kristal? Untuk menjelaskan fitur yang paling menonjol dari struktur ini,

ditemukan dalam banyak kasus menjadi tidak perlu untuk memecahkan

persamaan dinamik, seperti persamaan Schrödinger: mereka konsekuensi

sederhana dari simetri yang mendasari. Dalam bahasa Aristoteles, paruh

kedua abad kedua puluh telah diganti penyebab efisien dengan penyebab

formal sebagai paradigma penjelas yang dominan dalam fisika.

B. Rumusan MasalahRumusan masalah dari makalah ini yaitu bagaimana sejarah penemuan partikel dasar penyusun alam semesta ?

C. Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalaah ini adalah untuk mengetahui sejarah penemuan partikel dasar penyusun alam semesta.

D. ManfaatManfaat dari penulisan makalah ini adalah pembaca dapat menambah

wawasan mengenai sejarah penemuan partikel dasar penyusun alam semesta.

BAB IIPEMBAHASAN

Pada abad pertengahan partikel dasar yang telah ditemukan adalah

elektron (dan anti-partikel, positron), proton, neutron, neutrino, pion (dalam tiga

bentuk, positif, negatif , dan netral), dan muon (negatif, dan anti-partikel positif).

Atas dasar persamaan Dirac, yang diasumsikan berlaku,kira -kira sedikit, dari

proton serta elektron, semua orang mengharapkan adanya suatu analog antiproton

dengan antielektron, meskipun itu tidak dapat ditemukan di alam. Yang pertama

dari akselerator berenergi tinggi yang baru, Bevatron di Berkeley, California,

dibangun khusus untuk mempercepat proton untuk sebuah energi di mana mereka

bisa, ketika bertabrakan dengan proton lain saat istirahat, menghasilkan sepasang

proton-antiproton, dan proses ini memang diamati pada tahun 1955 oleh orang

Italia Amerika Emilio Segre (1905-1989) dan orang Amerika Owen Chamberlain

(1920-2006). Jika hal ini tidak mengejutkan siapa pun, pentingnya terletak pada

kenyataan bahwa, memiliki antiproton yang belum ditemukan, implikasi akan

menghancurkan. Paruh kedua abad kedua puluh akan dilihat ledakan dari

penemuan partikel baru, didorong oleh dan pada gilirannya mendorong

pembangunan akselerator yang lebih besar.

Sekitar waktu yang sama dengan penemuan antiproton, bukti akumulasi

dari pancuran kosmik-ray dan segera dari sinar akselerator, terdeteksi dengan cara

ruang awan dan emulsi fotografi di sana ada sejumlah "aneh" partikel dari

berbagai massa, elektrik positif, netral, dan negatif. Semua tidak stabil, mereka

dianggap sebagai aneh karena mereka setengah-hidup jauh lebih lama dari yang

diduga atas dasar produksi berlebihan mereka. Dengan kata lain, jika partikel yang

dihasilkan oleh jenis yang sama dari interaksi dengan yang lain yang juga

akhirnya membuat peluruhan menjadi anak partikel, peluruhan menjadi proses

yang sama seperti menjalankan produksi mundur, waktu paruh hidup cukup lama

untuk itu meninggalkan dengan terlihat mudag trek panjang di sebuah emulsi,

karena ini memang, harus menyiratkan bahwa itu tidak dapat dengan mudah

diproduksi, sedangkan benda-benda ini tampaknya dibuat dalam jumlah relatif

besar, mengingat energi yang cukup.

Penjelasan yang diusulkan adalah bahwa harus ada hukum konservasi baru

di usaha dalam interaksi yang kuat, yang memungkinkan mudah bersatu, atau

"terkait," produksi dua partikel dengan kompensasi bilangan kuantum tetapi

mencegah kekurangan mereka. Bahwa mereka tetap kekurangan, meskipun

perlahan-lahan, kemudian akan mungkin menjadi hasil dari interaksi yang lebih

lemah -seperti yang bertanggung jawab untuk peluruhan beta-yang melanggar

hukum konservasi.

Partikel yang ditemukan berada di dua kelas: pertama yang hyperons

(fermion lebih berat dari proton dan neutron) disebut Lambda (netral), Sigma

(positif, negatif, dan netral), dan Xi (negatif dan netral); kedua, K-meson atau

kaons (positif, negatif, dan dua yang netral yang berbeda) -bosons lebih ringan

dari proton tapi lebih berat dari pion. Untuk perhitungan diamati produksi dan

kekurangan keteraturan, fisikawan Amerika Murray Gell-Mann (b. 1929) dan

Jepang Kazuhiko Nishijima (b. 1926) menyusun skema "bilangan kuantum

keanehan," yang pada saat yang sama tersirat keberadaan dari dua jenis kaons

netral dengan paruh yang berbeda, prediksi yang segera dikonfirmasi oleh

eksperimen di akselerator Cosmotron di Brookhaven National Laboratory.

Tidak semua partikel yang ditemukan dalam perjalanan dari dua puluh

lima tahun ke depan, bagaimanapun, hidup cukup lama untuk meninggalkan trek

terlihat dalam emulsi. Bukti untuk sebagian besar dari mereka adalah "resonansi"

terlihat di plot bagian hamburan lintas. Itu adalah salah satu hasil dari mekanika

kuantum bahwa jika dua partikel bisa membentuk sistem senyawa yang tetap

bersama-sama untuk beberapa jangka waktu, plot probabilitas hamburan mereka

ketika salah satu ditembak terhadap yang lain-mereka tabrakan penampang-akan

menunjukkan resonansi benjolan yang berbeda, yang lebarnya berbanding terbalik

dengan paruh sistem senyawa tidak stabil: lama waktu yang dibutuhkan untuk

sistem yang tidak stabil membusuk, lebih tajam lonjakan plot hamburan. Oleh

karena itu pencarian partikel yang tidak stabil baru terkonsentrasi terutama pada

menemukan resonansi terlihat di grafik penampang sebagai fungsi dari energi,

ambigu meskipun identifikasi mereka sering adalah-terutama ketika benjolan di

plot sangat luas. Dan memang, dalam beberapa kasus, mengumumkan penemuan

partikel terdeteksi dengan cara ini ternyata palsu dan harus ditarik.

Apa skema berada di bawah ini hyperons baru ditemukan, dan apa yang

adalah hukum konservasi baru yang menjelaskan kehidupan lama mereka? Seperti

yang telah kita lihat sebelumnya, prinsip konservasi selalu hasil dari simetri dalam

persamaan yang mendasari, dan multiplicities kuantum sama-energi negara-ada

total delapan fermion berat disebut baryon, terdiri dari proton, neutron, dan enam

hyperons-bisa dihitung secara aljabar dengan cara teori grup. Kelompok simetri

yang melakukan trik, ditemukan oleh Gell-Mann dan independen oleh fisikawan

Israel Yuval Ne'eman (1925-2006), disebut SU (3), dan itu memang delapan

dimensi "representasi" (Gell-Mann menyebutnya "cara delapan kali lipat") yang

tepat ditampung delapan baryon. Selain itu, kelompok simetri yang sama juga

dicatat untuk meson, yaitu, tiga pion dan empat kaons, ditambah meson kemudian

ditemukan untuk dipanggil eta. Jika persamaan bidang yang mendasari persis

invarian bawah SU (3) simetri, delapan baryon harus memiliki massa yang sama,

dan harus jadi delapan meson, bertentangan dengan fakta-fakta eksperimental.

Jadi Gell-Mann dan Amerika fisikawan kelahiran Jepang Susumu Okubo (b.

1930) menemukan cara di mana bahwa simetri yang tepat itu sedikit rusak, dan

mereka menghitung perubahan massa yang dihasilkan, mendapatkan kesepakatan

yang wajar dengan data. Tapi itu tidak semua.

Sementara itu, sembilan partikel telah ditemukan yang tampaknya keadaan

tereksitasi dari baryon: satu keadaan tereksitasi dari masing-masing tiga sigmas

dan dua X adalah, dan empat dari dua nukleon, yang disebut delta, netral, negatif,

positif, dan ganda positif. Sembilan negara cocok dengan sempurna ke

representasi sepuluh dimensi SU (3), dengan semua biaya persis

dipertanggungjawabkan. Namun, tempat kesepuluh dari skema itu eksperimental

kosong, disediakan untuk partikel bermuatan negatif yang tidak diketahui disebut

omega-minus, dengan semua nomor kuantum dan massanya (berdasarkan rumus

massa GellMann-Okubo sebelumnya dipekerjakan) ditentukan oleh skema yang

diusulkan oleh Gell-Mann dan Ne'eman. Dua tahun setelah prediksi sebesar

GellMann, ditemukan pada tahun 1964 dalam sebuah foto gelembung-ruang di

Brookhaven National Laboratory.

Jika penemuan ini diilustrasikan hukum simetri di alam dan efeknya pada

klasifikasi partikel elementer yang baru ditemukan, pada waktu yang sama

penemuan spektakuler melanggar salah satu prinsip simetri yang tampaknya suci

alam: invarian di bawah refleksi cermin. Semua persamaan yang dikenal

mengungkapkan hukum-hukum fisika tetap tidak berubah ketika sistem tertentu

digantikan oleh bayangannya: invariance ini dipimpin dalam mekanika kuantum

untuk konservasi paritas, paritas menjadi nomor kuantum positif atau negatif

ditugaskan untuk keadaan tertentu. Dua dari meson aneh ditemukan pada tahun

1950, disebut theta dan tau, disajikan sebuah teka-teki: meski harus persis ke

dalam eksperimen kesalahan-sama massa dan setengah-hidup, paritas intrinsik

mereka tampak berbeda: theta membusuk menjadi dua pion dan tau menjadi tiga.

Karena paritas intrinsik Pion itu negatif dan paritas diasumsikan dilestarikan, ini

berarti bahwa theta memiliki paritas positif, tau negatif, dan mereka-massa yang

sama dan tahan meskipun-dua tidak bisa menjadi partikel yang sama.

Simpul Gordian dari teka-teki tau-theta itu cerdik dipotong pada tahun

1956 oleh dua fisikawan Amerika kelahiran China Chen Ning Yang (b. 1922) dan

Tsung-Dao Lee (b. 1926), yang mengusulkan bahwa tau dan theta yang sama

partikel tapi itu pembusukan mereka melanggar hukum kekekalan paritas. Untuk

memperkuat argumen mereka bahwa dalam peluruhan lemah ini, yang mereka

diasumsikan disebabkan oleh interaksi yang sama seperti peluruhan beta (ini

adalah inti dari masalah), paritas tidak dilestarikan, mereka mengusulkan bahwa

konservasi paritas harus diperiksa secara eksperimental di contoh lain dari

peluruhan beta, dan mereka menunjukkan beberapa tes seperti itu mungkin.

Karena konservasi paritas selalu diambil untuk diberikan, studi tertentu seperti

radioaktivitas belum pernah dilakukan sebelumnya. Namun, kemudian kembali

pemeriksaan data eksperimen yang lebih tua mengungkapkan indikasi

pelanggaran, yang telah diabaikan sebagai jelas keliru. Ketika kelahiran China

fisikawan Amerika Chien-Shiung Wu (1912-1997) dengan cepat melakukan

percobaan yang sesuai pada karbon-12 (isotop karbon berat atom 12), dia

menegaskan apa yang Lee dan Yang telah menyarankan: interaksi beta-

pembusukan, pada kenyataannya, sangat melanggar hukum konservasi paritas.

(Reaksi pertama Pauli untuk usulan Lee dan Yang telah, "Aku tidak percaya Allah

adalah lemah kiri-hander." Dia segera makan burung gagak.) pelanggaran alam

dari simetri cermin, yang telah berpikir suci, membuka kotak Pandora. Bahkan,

teori yang lemah-interaksi yang muncul melanggar tidak hanya P, yang, paritas,

tetapi juga C (transformasi simetri disebut biaya konjugasi, yang ternyata partikel

ke antipartikel mereka) sedemikian rupa sehingga mereka kombinasi CP tinggal

terhormat. Ada tetap transformasi mendasar ketiga yang disebut T (waktu

reversal). invarian alam bawah T yakin bahwa rekaman video dari proses berjalan

mendasar mundur menunjukkan proses yang sama mungkin, dan itu adalah salah

satu hasil bangga teori medan kuantum relativistik bahwa kombinasi CPT harus

tetap invarian, bahkan jika teori tertentu diperbolehkan pelanggaran C, P, atau T.

studi teoritis telah menunjukkan bahwa peluruhan lemah dari dua kaons netral

adalah cara eksperimental yang paling menjanjikan pengujian apakah CP itu

sebenarnya dilestarikan, dan pada tahun 1964 tim Amerika dipimpin oleh James

Watson Cronin (b. 1931) dan Val Logsdon Fitch (b. 1923) menemukan

pelanggaran setelah analisis rinci dari data mereka. Agaknya ini tersirat bahwa T

simetri juga harus pergi, dan memang data yang mereka kemudian ditemukan

menyiratkan-tanpa asumsi CPT invarian-waktu-pembalikan simetri dilanggar

juga.

Penemuan paritas non-konservasi yang kuat dalam peluruhan beta

memiliki dampak menghancurkan pada teori neutrino dan interaksi dengan

neutron dan elektron, sumber beta-radioaktivitas. Cara termudah untuk

menjelaskan pelanggaran paritas yang diamati adalah untuk kembali ke deskripsi

matematika yang lebih tua dari neutrino dengan akar akan kembali ke matematika

Amerika kelahiran Jerman Hermann Weyl (1885-1955): neutrino adalah intrinsik

"kidal" partikel; berputar rotasi bersama-sama dengan arah gerak memberikan

sekrup-akal, disebut helicity, dari kidal sekrup-properti secara permanen bisa

mempertahankan hanya jika massanya adalah persis nol. Gambar cermin dari

sekrup kidal adalah tangan kanan; kurangnya simetri cermin sebabnya teori Weyl

sebelumnya telah dibuang. konfirmasi eksperimental helicity neutrino itu tidak

kunjung datang. Sebuah eksperimen cerdik oleh tim Amerika dari Maurice

Goldhaber (kelahiran Austria pada tahun 1911), Lee Grodzins (b. 1926), dan

Andrew William Sunyar (b. 1920) menegaskan hal itu pada tahun 1958. Namun,

osilasi neutrino, yang memecahkan neutrino surya puzzle, yang mungkin hanya

jika massa neutrino tidak persis nol, sehingga helicity tidak bisa negara permanen

neutrino ini.

Dalam waktu dua tahun, Feynman dan Gell-Mann dirumuskan cara di

mana neutrino berubah ini berinteraksi, berdasarkan jenis universal kekuatan saat-

dimediasi kemudian dieksploitasi lebih lengkap oleh Gell-Mann. Teori yang

dihasilkan dari beta radioaktivitas disebut hukum V-A. Itu juga secara independen

dikemukakan oleh fisikawan Amerika E. C. G. (George) Sudarshan (lahir di India

pada tahun 1931) dan Robert E. Marshak (1916-1992).

Akhirnya, pendekatan ini telah diterjemahkan ke dalam penggantian teori

beta Fermi-teori hamburan oleh teori medan yang lebih konvensional, di mana

boson baru, yang kemudian diberi nama W, bertindak sebagai perantara. Ada satu

halangan: asumsi sifat universal menyebabkan prediksi kekurangan muon ke

sebuah elektron, dengan emisi sinar gamma, pada tingkat yang cukup untuk telah

bisa diamati; tapi kekurangan yang belum pernah dilihat. Hal ini dapat dijelaskan

hanya jika neutrino yang terlibat dalam interaksi muon lemah adalah berbeda dari

yang berpartisipasi dalam interaksi elektron lemah. Pada tahun 1962 hipotesis dua

neutrino memang eksperimental dikonfirmasi di Brookhaven National Lab dan

tidak lama kemudian di laboratorium CERN di Swiss. Pencarian untuk W dan

partikel terkait disebut Z, bagaimanapun, terbukti frustasi sampai mereka akhirnya

ditemukan pada tahun 1983 di CERN oleh fisikawan Italia Carlo Rubbia (b. 1934)

dan fisikawan Belanda Simon van der Meer (b. 1925).

Ide dari W boson memungkinkan penggunaan teori medan analog dengan

elektromagnetisme untuk menggambarkan cara lepton-elektron, muon, dan

neutrino-berinteraksi dengan satu sama lain, dengan W memainkan bagian dari

foton. Beberapa sepuluh tahun sebelumnya CN Yang, bersama-sama dengan

fisikawan Amerika Robert Laurence Mills (b. 1927), telah menunjukkan bahwa

bentuk kekuatan beta-kekurangan dapat dijelaskan oleh simetri umum analog

dengan sebuah konsep dalam elektromagnetisme, lama akrab bagi fisikawan ,

disebut pengukur invarian. teori medan mewujudkan simetri ini selanjutnya akan

disebut teori Yang-Mills, dan ide terbukti sangat merangsang bahwa semua teori

medan kemudian menciptakan akan mengikutinya.

Dalam contoh khusus dari interaksi lemah dimediasi oleh W boson,

kesamaannya dengan elektromagnetisme telah menyebabkan Julian Schwinger

awal pemikiran bahwa tindakan lemah dan elektromagnetik mungkin aspek yang

berbeda dari fenomena yang sama. Sedangkan awalnya menyesatkan pengamatan

eksperimental pada W muncul tidak menguntungkan, Schwinger ini mahasiswa

Sheldon Glashow (b. 1932), membawa ide membuahkan hasil, kecuali satu

kelemahan yang tersisa: pengukur-invarian teori, penting untuk membebaskan

dari infinities seperti QED, akan berarti bahwa W dan Z yang massies seperti

foton. Kendala ini, bagaimanapun , akhirnya diatasi menggunakan ide-ide

sebagian diimpor dari teori BCS superkonduktivitas oleh Philip Anderson dan

Jepang Amerika kelahiran fisikawan Yoichiro Nambu ( b .1921) , serta orang-

orang dari fisikawan Inggris Jeffrey Goldstone ( b .1933) dan Peter Higgs ( b .

1929) , berdasarkan konsep yang disebut dinamik simetri dan melanggar simetri

spontan. Gagasan dasar di sini adalah bahwa meskipun persamaan dari teori

mungkin invarian transformasi tertentu , beberapa solusi mereka tidak mungkin .

Sebuah contoh klasik : persamaan Newton gerak planet-planet mengelilingi

matahari adalah rotationally simetris , tetapi orbit elips planet-planet tidak. Pada

saat yang sama , simetri melanggar spontan akan menghasilkan partikel baru , luas

disebut sebagai partikel Higgs. Dalam arti, teori memegang partikel Higgs yang

bertanggung jawab untuk massa dari theWand Z. Prinsip melanggar simetri

spontan akan berubah menjadi ide yang sangat berpengaruh ; meresapi segala

sebagai eksploitasi simetri telah menjadi , dengan asumsi pelanggaran spontan

mereka juga akan berubah menjadi sangat berguna di beberapa titik-titik penting .

Secara independen dari Glashow, Amerika fisikawan Steven Weinberg

(b. 1933) dan Pakistan Abdus Salam (1926-1996) dieksploitasi mekanisme Higgs

untuk tujuan yang sama, menyatukan interaksi lemah dan elektromagnetik. Semua

ide-ide ini , bagaimanapun, secara luas diabaikan - terutama karena mereka

tersirat adanya arus netral lemah , yang belum pernah terlihat di dalam

laboratorium - sampai teori Belanda Gerardus ' t Hooft ( b . 1946) membuktikan

bahwa teori-teori yang renormalizable seperti QED , yaitu , prediksi mereka tidak

dilanda infinities. Maka lahirlah teori elektrolemah. Apa yang lebih, arus netral

hilang akhirnya ditemukan, beberapa bukti bagi mereka bahkan bersembunyi di

data lama disalahartikan.

Sementara itu, interaksi yang kuat di antara partikel - mereka yang

bertanggung jawab untuk stabilitas inti atom , absen peluruhan beta mereka

disebabkan oleh lemahnya interaksi - tetap untuk dipahami . Meskipun dinamika

yang terlibat masih tidak jelas , eksploitasi sukses Gell - Mann dari SU ( 3 ) untuk

mengklasifikasikan partikel aneh memimpin ke arah yang benar. Pada tahun 1964

ia mengusulkan untuk mengeksploitasi representasi fundamental SU (3), yang

tiga-dimensional- SU (3) adalah transformasi dalam tiga dimensi, meskipun tidak

secara fisik ruang-dan mendalilkan bahwa semua partikel yang sebelumnya

dianggap sebagai dasar bisa terdiri dari tiga fermion dasar ia disebut quark (dari

garis "tiga quark forMusterMark" di James Joyce Finnegans Wake). Setiap quark

akan memiliki muatan listrik sama dengan sebagian kecil dari elektron: dua dari

mereka positif dengan 2/3 dari biaya elektronik, dan salah satunya negatif, 1/3

kekuatannya. Sebuah skema yang sama diusulkan secara independen oleh

fisikawan Amerika kelahiran Rusia George Zweig (b.1937), yang bernama

partikel "ace"; Namun, "quark" terjebak.

Karena tidak ada partikel tersebut dengan biaya elektronik pecahan yang

pernah dilihat , Gell - Mann awalnya dianggap fotonya , yang menurut masing-

masing baryon terdiri dari tiga quark dan masing-masing meson ( yang pion ,

kaons , dan beberapa yang baru ditemukan , semua dengan terpisahkan kuantum

spin nomor ) dari quark dan antiquark , tidak lebih dari skema matematis tanpa

realitas. Nyata atau tidak, itu juga membantu menjelaskan mengapa hanya delapan

dimensi dan representasi sepuluh dimensi SU (3) direalisasikan di alam.

Eksperimentalis telah sia-sia mencari bukti partikel milik representasi lain dari

kelompok yang sama . Namun , sebagai bukti independen dari hamburan

percobaan , dianalisis dengan Feynman dan lain-lain , mulai menunjukkan bahwa

nukleon dapat terdiri dari pointlike partons - analog ke jalan Geiger – Marsden

penelitian menunjukkan Rutherford bahwa atom memiliki inti-gagasan quark

diperoleh kenyataan, meskipun pencarian mereka di luar batas-batas baryon atau

meson telah sia-sia untuk hari ini.

Sebagai blok bangunan fundamental , quark membawa pesanan jelas ke

membingungkan , kebun binatang tampaknya kacau partikel dasar baru yang

sedang ditemukan di akselerator besar dalam bentuk resonansi , seperti penemuan

konstituen atom telah menjelaskan tabel periodik dari elemen. Mengapa quark

akan pernah ditemukan terisolasi kemudian berpendapat, meskipun tidak terbukti,

merupakan hasil dari fitur yang disebut kebebasan asimtotik, dijelaskan oleh tiga

fisikawan Amerika, David Gross (b.1941), David Politzer (b.1949), dan Frank

AnthonyWilczek (b. 1951). Gaya tarik antara quark diasumsikan untuk

mengurangi pada jarak kecil tapi tetap konstan pada besar jarak - begitu argumen

intuitif berjalan - akibat yang setiap upaya untuk memisahkan mereka

membutuhkan energi yang cukup untuk menghasilkan pasangan - dengan

demikian quark - antiquark , mesons- bukannya mencapai tujuan pemisahan .

Sebuah teka-teki tentang statistik yang tepat untuk quark namun tetap .

Mereka perlu memiliki setengah terpisahkan spin yang sama seperti elektron dan

proton , dan karenanya harus fermion mematuhi prinsip Pauli , tapi itu tampaknya

tidak cocok dengan data . teka-teki itu terpecahkan oleh Nambu bersama-sama

dengan Korea - Amerika kelahiran Moo -Young Han , yang menyarankan adanya

suatu bilangan kuantum tambahan : setiap quark datang dalam tiga " warna " yang

berbeda ( tidak ada hubungannya dengan warna sebenarnya ; ( b 1934 . ) nama

adalah sepenuhnya metaforis , meskipun konsep ini tepat ) . Sama seperti jumlah

kuantum spin diperbolehkan setiap negara bagian dalam sebuah atom untuk

ditempati oleh dua elektron, satu dengan spin up dan lain dengan berputar ke

bawah, bukan oleh satu-satunya, sehingga mengarah ke sistematika tabel periodik

yang disepakati baik dengan data kimia, sehingga jumlah warna kuantum

memungkinkan quark warna yang berbeda untuk menduduki negara yang sama,

yang membawa perjanjian dengan data partikel eksperimen.

Juga menunggu untuk menjelaskan yang paralel menarik antara hadrons

(partikel berinteraksi kuat) dan lepton. Untuk satu hal, tampaknya ada hubungan

antara tiga jenis meluruh, meluruh dari hadrons dengan dan tanpa perubahan

keanehan, dan meluruh melibatkan lepton; masalah ini diklarifikasi untuk efek

yang besar dengan teori Italia Nicola Cabibbo (b. 1935). Untuk yang lain , ada

paralelisme yang mencolok antara cara yang hadrons dan lepton diklasifikasikan

(a paralelisme yang sebenarnya dibutuhkan oleh teori dalam rangka untuk itu

untuk menjadi renormalizable , yaitu bebas dari infinities ) , jika bukan untuk satu

quark yang hilang : ada empat lepton ( elektron , muon , dan neutrino terpisah )

tetapi hanya tiga quark . Untuk mengisi lubang ini , Glashow dan Amerika James

D. Bjorken (b. 1934) mengusulkan adanya suatu quark tambahan yang berbeda

dari yang lain dengan menjadi "terpesona." Peningkatan lebih jauh komplikasi

fisika partikel, pada tahun 1975 fisikawan Amerika Martin Perl (b. 1927)

menemukan sebuah lepton tambahan, bernama tau, yang massanya lebih dari dua

kali lipat dari proton. Sejak tau , seperti elektron dan muon , juga ditemukan

memiliki neutrino sendiri , ini mengangkat total jumlah lepton ke enam . Jumlah

quark yang berbeda sehingga akhirnya juga harus tumbuh enam , mereka " rasa "

yang bernama Atas, Bawah , Aneh , Charmed , Top , dan Bawah . ( Dua yang

terakhir kadang-kadang juga disebut Kebenaran dan Kecantikan ; lama pergi hari-

hari ketika istilah ilmiah baru diciptakan pada kolot Latin . ) Οnly dua yang

pertama adalah stabil ; empat lainnya jauh lebih berat dan memiliki daya tahan

yang terbatas .

Verifikasi eksperimental keberadaan quark tambahan ternyata sulit dan

penuh kebingungan . Top quark tidak ditemukan sampai 1995 , di Fermilab , dan

massanya ternyata menjadi sekitar 180 kali dari proton ( hampir seberat atom

tungsten ) The meson Charmed pertama , yang disebut D , ditemukan pada tahun

1976 oleh kelahiran Jerman fisikawan Amerika Gerson Goldhaber ( b.1924 ) . Itu

datang sebagai doublet (maka D ) : satu netral , yang terdiri dari quark Charmed

dan anti - Up quark , dan lainnya positif ,

terdiri dari quark Charmed dan quark anti - Down. Sementara itu, bukti pertama

untuk " charmonium " -a komposit dari quark Charmed dan Charmed antiquark -

ditemukan pada tahun 1974 bersamaan dengan Amerika Samuel CC Ting ( b .

1936) di Brookhaven National Lab dan Burton Richter ( b . 1931) di yang SLAC

akselerator laboratorium di Stanford University. Sebagai Ting menamai partikel ia

menemukan J dan Richter telah dijuluki salah satu ia menemukan Psi, itu

kemudian dikenal sebagai J / Psi. Sekarang produksi partikel Charmed oleh

akselerator telah menjadi rutinitas, dan skema quark tampaknya lengkap,

meskipun rasa tambahan yang tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan.

Membingungkan sebagai jalan untuk pemahaman tentang mélange besar

partikel elementer adalah , sistematika dan klasifikasi diperkenalkan oleh gagasan

quark konstituen dalam tiga warna dan enam rasa telah menjelaskan gambar

sebanyak atom Bohr - Rutherford diklarifikasi kimia oleh furnishing dasar tabel

periodik. Keberadaan quark sebagai unsur dasar dari semua hadrons, tentu saja,

diperlukan sebuah teori medan kuantum untuk menjelaskan kekuatan yang kuat

menahan mereka bersama-sama, dan teori ini kemudian disebut chromodinamika

kuantum atau QCD, nama yang menggema QED, setelah itu dimodelkan.

Sebuah teori pengukur à la Yang - Mills , yang dibangun pada simetri

yang mendasari SU ( 3 ) , menggunakan tiga warna (maka kromo prefix ) dari

partikel di tempat yang muatan listrik yang digunakan oleh elektrodinamika , dan

kuanta kekuatannya -Field , analog foton , yang disebut gluon . Ada beberapa

perbedaan mendasar antara QED dan QCD , namun. Delapan gluon , yang milik

representasi delapan dimensi SU ( 3 ) , seperti aslinya cara delapan kali lipat Gell

- Mann terkemuka untuk quark , dirinya membawa warna dan karenanya langsung

berinteraksi dengan satu sama lain dan mampu mengubah warna quark . Berbeda

dengan foton , mereka begitu kuat menarik satu sama lain pada energi rendah

sehingga mereka dapat membentuk " glueballs . ( . Tidak ada glueball

eksperimental telah ditemukan belum , namun) Pada energi tinggi , di sisi lain ,

kekuatan interaksi yang dimediasi oleh gluon berkurang : ini adalah kebebasan

asimtotik , dianggap bertanggung jawab untuk fakta bahwa baik quark atau gluon

bisa pernah dilihat berkeliaran dengan bebas.

Sementara QCD telah berhasil memprediksi (kebanyakan posting hoc ,

untuk memastikan ) struktur umum dari hadrons diamati dan banyak aspek

kualitatif produksi mereka dan hamburan probabilitas , bahkan kurang

menghasilkan massa Hadron setelah massa quark yang diberikan, teori ini tidak

bisa menyaingi QED dalam ketepatan prediksi dihitung atas hasil yang dapat

diamati. Alasan utama untuk gagal ini adalah bahwa , berbeda dengan QED , tidak

mengandung parameter numerik nilai - seperti struktur-halus kecil konstan untuk

memfasilitasi terpercaya perhitungan perkiraan . Namun demikian , kombinasi

dua teori medan kuantum , QCD dan teori elektrolemah ( menggabungkan

QED ) , yang sekarang disebut model standar partikel elementer . Model ini masih

mengandung banyak parameter disesuaikan , seperti massa quark dan kekuatan

sangat berbeda dari tiga teori berkontribusi .

Ide umum sekarang adalah bahwa pada energi yang sangat tinggi ( atau

pada jarak yang sangat kecil ) tiga interaksi menjadi sama kuat , dan muncul

Grand Bersatu Theory ( GUT , seperti yang disebut ) yang dihasilkan oleh simetri

yang menempatkan quark dan lepton pada pijakan yang sama , memaksa massa

quark menghilang . massa ini akan dibangkitkan oleh mekanisme Higgs , yang

akan memanifestasikan dirinya dalam penampilan partikel Higgs berat .

menyeluruh yang invariancewould termasuk supersimetri , simetri sebelumnya

tidak membayangkan antara boson dan fermion , menyatukan partikel spin

integral dan berputar setengah terpisahkan dengan mendalilkan bahwa setiap

partikel yang diberikan berputar S memiliki mitra sekitar massa yang sama yang

berputar berbeda dari S setengah unit. Pada titik ini , tidak ada bukti

eksperimental ada untuk setiap mitra tersebut, dan pencarian partikel Higgs

hingga kini masih tidak berhasil . Di sisi lain , solusi dari masalah solar - neutrino

memberikan bukti bahwa neutrino tidak bisa sepenuhnya tak bermassa . Tunduk

pada efek dari mekanisme Higgs , neutrino juga akan berakhir dengan massa non -

nol dalam model standar.

Konsekuensi lebih lanjut dari grand unifikasi membayangkan akan

membuat proton tidak stabil, melanggar salah satu hukum yang paling dasar dari

fisika partikel: konservasi baryon. Rusia fisikawan Andre Sakharov (1921-1989)

berspekulasi pada tahun 1967 yang dominan besar membingungkan dari baryon

lebih antibaryons yang telah diamati di alam semesta dapat dijelaskan oleh

melanggar gabungan dari kedua konservasi CP dan konservasi baryon di periode

dalam sejarah alam semesta ketika itu keluar dari kesetimbangan termal . Namun,

pencarian yang sangat sensitif untuk kerusakan proton telah mampu mendorong

paruh proton-jika memang tidak stabil-melampaui 1.033 tahun, jauh melampaui

usia alam semesta, hasil yang aturan keluar beberapa versi GUT tapi tidak lain.

Upaya di grand unifikasi sejauh disebutkan meninggalkan interaksi

lemah dari semua , tapi yang paling penting untuk struktur alam semesta secara

keseluruhan : gravitasi . Alasan utama untuk ini adalah bahwa teori umum

relativitas Einstein tidak pernah berhasil dikombinasikan dengan otak anak yang

lain , kuantum . Kurangnya kompatibilitas sangat mengganggu karena, sementara

di ranah biasa gravitasi fisika partikel memang diabaikan kecil , ada energi , yang

Max Planck sudah diakui sebagai unit " alami " ( dapat dihitung hanya dari

konstanta Planck , yang kecepatan cahaya , dan konstanta gravitasi yang masuk ke

dalam hukum gravitasi Newton ) di luar yang kekuatan gaya gravitasi saingan

lain. energi Planck ini memiliki nilai yang sangat besar dari 1.019 GeV , tetapi

tidak sangat jauh lebih tinggi daripada energi di mana yang kuat dan kekuatan

elektro diasumsikan menjadi sebanding dan simetri grand- pemersatu seharusnya

beraksi . Jadi , sementara pada energi hantu ini semua interaksi yang mungkin

dibayangkan bersatu , gravitasi masih berlaku terpisah.

Dalam rangka untuk memperbaiki kekurangan mencolok ini dalam

pemahaman kita tentang alam di skala Planck energi ( kerenggangan antara model

standar dan gravitasi ) , kelas yang sama sekali baru dari teori telah ditempuh ,

disebut teori string atau , bila dikombinasikan dengan supersimetri , superstring

teori . Pertama kali diakui oleh fisikawan Amerika John Henry Schwarz ( b .

1941) dan fisikawan Inggris Michael Boris Hijau ( b . 1946) secara alami

menggabungkan entitas graviton - seperti ( graviton akan menjadi nama kuantum

gravitasi jika pernah medan gravitasi bisa dikuantisasi ) dan karena itu

menjanjikan untuk menyebabkan teori gravitasi kuantum , program penelitian ini

menjadi sangat aktif selama kuartal terakhir abad kedua puluh. Ini adalah dua

kontributor yang paling menonjol adalah Amerika EdwardWitten (b. 1951) dan

Israel-Amerika kelahiran Nathan Seiberg (b. 1956). Teori ini menggantikan

partikel titik dengan satu-dimensi, obyek stringlike dari Planck panjang-lagi "unit

alami" yang panjangnya sekitar 10-35 m, jauh lebih kecil daripada nuklir ukuran-

bergetar di sembilan dimensi ruang (plus satu dimensi waktu, meskipun jumlah

total dimensi bervariasi agak di antara beberapa versi teori ini). Untuk

memperhitungkan fakta bahwa ruang fisik yang dikenal memiliki tiga dimensi,

ruang di mana string hidup yang dibayangkan sebagai meringkuk,

"compactifying" dimensi ekstra dan membuat mereka teramati.

Sementara janji menggabungkan gravitasi dengan mekanika kuantum

membuat teori string yang menarik, kelemahan mereka adalah bahwa mereka

tidak dapat dikenakan tes eksperimental pada energi layak. Tidak ada harapan

yang pernah membangun akselerator mencapai 1.019 GeV, energi jauh

melampaui bahkan mereka partikel kosmik-ray. Akibatnya, teori string dinilai

terutama oleh kriteria estetika. Mereka dikagumi karena keindahan matematika

dan elegan, dengan harapan utama bahwa akhir "teori segalanya" mungkin

muncul sebagai kedua yang paling indah dan satu-satunya logis mungkin. Jika

terealisasi, jawaban pasti atas pertanyaan Einstein "Apakah Tuhan punya pilihan

dalam cara Dia membangun alam semesta?" Akan ada. Absen keunikan dan

eksperimental bukti-bukti tersebut, elegan mungkin harus dilakukan.

Untuk memperhitungkan dimensi numerik mendasar con - stants khusus

yang terkandung dalam hukum-hukum fisika yang mengatur alam semesta ,

seperti konstan baik struktur , kekuatan kopling lainnya , dan rasio dari massa

partikel elementer , beberapa fisikawan telah mengusulkan argumen yang dikenal

sebagai prinsip antropis . Ide dasarnya adalah bahwa karakteristik penting dari

dunia kita , seperti keberadaan bintang dan galaksi serta stabilitas banyak unsur ,

termasuk karbon , sensitif terhadap nilai-nilai konstanta ini . Jika mereka diubah

bahkan sedikit , alam semesta akan begitu berbeda yang hidup cerdas tidak bisa

ada di dalamnya . Fakta bahwa kita manusia di sini , argumen berlangsung,

menjelaskan mengapa konstanta ini memiliki nilai-nilai yang mereka miliki.

penalaran kausal ini , dengan kuasi - teleologis rasa , dapat ditafsirkan dalam

berbagai cara , mulai dari agama ke probabilistik : mungkin ada banyak alam

semesta , semua dengan nilai yang berbeda dari konstanta fundamental, tetapi

hanya satu yang dihuni oleh makhluk cerdas . Prinsip antropik sangat

kontroversial di kalangan fisikawan tetapi memiliki beberapa pengikut yang

menonjol .

Meskipun undang-undang tertentu Aristoteles dirubah sekitar empat

ratus tahun yang lalu oleh Galileo dan Newton, pencariannya untuk hukum gerak

tetap kekuatan utama memotivasi sebagian fisikawan selama hampir dua setengah

milenium. Hari ini, bagaimanapun, tampaknya kita telah mencapai era yang akan

lebih cocok untuk Plato. Apakah salah satu konsep imajinatif diusulkan dalam

beberapa tahun terakhir akan bertahan dalam fisika (sebagai lawan matematika, di

mana teori string ternyata cukup subur) masih merupakan pertanyaan terbuka.

Satu hal yang pasti: akhir fisika adalah tidak terlihat.

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan Dapat diambil kesimpulan bahwa partikel dasar penyusun alam

semesta ini yaitu

B. Saran Sebaiknya pada penulisan makalah selanjutnya dengan judul yang sama

dapat membuat pembahasan yang lebih bagus dan mengambil rujukan dari berbagai buku-buku yang membahas tentang judul makalah ini

DAFTAR PUSTAKA

Roger G. Newton. 2007. From Clockwork to Crapshoot (a history of physics).London : The Belknap Press of Harvard University Press Cambridge