PERKEMBANGAN TEKNOLOGI ANTIMATERI
Energi yang dihasilkan dari materi-antimateri menjadi energi yang paling efisien yang pernah dikembangkan. Energi yang ditimbulkan dari pemusnahan materi-antimateri energi yang 10 milyar kali lebih banyak daripada pembakaran hidrogen dan oksigen untuk pesawat antariksa. Reaksi materi-antimateri juga 1000 kali lebih hebat daripada fisi nuklir dan 300 kali lebih hebat daripada fusi nuklir.
Permasalahan yang muncul pertama kali begitu antimateri ditemukan adalah bagaimana cara menyimpan antimateri tersebut. Karena antimateri akan langsung bereaksi dengan materi, maka atom-atom antimateri disimpan di dalam tabung yang disebut jebakan elektromagnet/jebakan antimateri. Tabung vakum ini memiliki kutub elektromagnet di masing-masing ujungnya sehingga antimateri tersebut melayang di tengah tabung. Bisa juga menggunakan kristal dilithium (26 dilithium 21 diallosilicate 1:9:1 heptoferranide) karena kristal tersebut bisa mengatur kecepatan proses peniadaan materi-antimateri, dan merupakan satu-satunya kristal yang dapat menyerap antimateri. Kristal adalah atom yang tersusun dalam suatu kisi-kisi. Bayangkan atom antihydrogen disusupkan melewati kisi-kisi kristal dilithium dan berhenti pada jarak tertentu sebelum bersentuhan dengan atom materi.
Antimateri tidak terdapat secara alami di bumi, malah mungkin hanya ada sedikit di sistem Tata Surya dan Galaksi Bimasakti, antimateri banyak terdapat di akumulator antiproton di Fermilab dan CERN (Conseil Européean pour la Recherche Nucléaire-Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir). Lembaga ini pula yang menciptakan antiatom tahun 1995 yaitu antihydrogen.
Salah satu kegunaan antimateri yaitu PET (Positron Emission Tomography). Dalam bidang kedokteran, metode PET sangat membantu dalam menganalisis penyumbatan-penyumbatan pembuluh darah pada bagian tubuh tertentu yang terlalu berbahaya disinari sinar X. Positron dicampurkan dengan zat cair tertentu dan disuntikkan ke dalam tubuh. Ledakan sinar gamma akan dideteksi oleh dokter lewat monitor. Tak ada zat sisa kecuali zat cair yang mengantar positron masuk ke dalam tubuh. Tentu saja komposisi elektron zat cair dan positron disesuaikan agar ketika terjadi pemusnahan didalam tubuh, ledakan sinar gammanya tidak akan merusak jaringan tubuh. Teknik kedokteran ini dikembangkan oleh Michael Ter-Pogossian dan Michael E. Phelps tahun 1975 di Washington University School of Medicine.
Kegunaan antimateri lainnya yaitu sebagai sumber energi. Reaksi 1 kg antimateri-materi dapat menghasilkan energi sebesar 1,81 X 1017J(180 petajoule) setara dengan 40 megaton TNT. Energi sebesar itu tidak bisa digunakan seluruhnya karena 50% diambil oleh neutrino atau hilang. Selain itu, teknologi sekarang belum memungkinkan digunakannya antimateri sebagai sumber energi.
Antimateri juga dapat digunakan sebagai senjata. Sama seperti sumber energi antimateri, senjata ini masih berupa alat hipotetis. US Air Force sangat tertarik dengan riset Fisika antimateri untuk digunakan sebagai bom setelah Perang Dingin usai.
Sumber energi dan senjata dari antimateri mungkin harus menunggu perkembangan teknologi selanjutnya. Selain itu, terkadang harus siap merugi karena untuk menciptakan sebutir antiproton saja butuh ongkos jutaan dolar. Jadi, ongkos pembuatan menjadi penghambat, 1 gram antimateri menghabiskan 25 milyar dolar AS hingga 100 quadrilion dolar, waktu yang diperlukan untuk memproduksinya kira-kira 100 milyar tahun. Dalam fiksi, antimateri merupakan sumber energi U.S.S Enterprise dan senjata torpedo foton dalam Star Trek. Untungnya, karena mahalnya biaya produksi dan belum berkembangnya teknologi untuk memproduksi, maka antimateri bukanlah sumber energi, dengan penjelasan sebagai berikut.
Fermilab menghasilkan antiproton lewat benturan proton pada tingkat energi medium dengan sasaran lithium. Antiprotonnya langsung diarahkan ke cincin tempat penyimpanan. Dengan bekerja dengan kapasitas rata-rata, Fermilab menghasilkan sekitar 50 milyar antiproton per jam. Dengan asumsi Antiproton Source bekerja selama 273 hari per tahun atau 6000 kali operasi per tahin, maka Fermilab menghasilkan 300 000 milyar antiproton per tahun. Tahun 1995, sekitar 500 juta dollar AS berhubungan dengan produksi antiproton maka setiap satu dollar dihasilkan 6 juta antiproton (setelah dikurangi biaya administrasi laboratoriumnya). Namun jika mengabaikan antiproton energi tinggi, bisa didapatkan 10-20 juta antiproton per dollar. Jika antiproton seharga satu dollar dirubah menjadi energi, energi yang didapat setara dengan kebutuhan energi untuk memanaskan ¼ gram air sampai naik 1/1000 derajat celcius. Dengan kata lain, dibutuhkan 100 000 Antiproton Source Fermilab untuk menyalakan bola lampu dan tentu saja, butuh lebih dari anggaran tahunan pemerintah Amerika untuk menerangi ruang keluarga. Selain itu, energi yang diperlukan untuk membuat satu antiproton melebihi energi hasil konversi antiproton tersebut.
MESIN PEMBUAT PARTIKEL "ANTIMATERI" milik CERN "Large Hadron Collider (LHC)"
CERN adalah salah satu lembaga atau lamboratorium penelitian fisika partikel di Eropa. CERN terletak di Jenewa, Swiss, dan mempunyai akselerator partikel yang disebut Large Hadron Collider (LHC) untuk meneliti dan mempelajari misteri antimateri. CERN bekerjasama dengan ATRAP dan ALPHA dalam melakukan riset mengenai antimateri. Lembaga-lembaga ini terdiri atas ilmuwan-ilmuwan dari berbagai negara dan universitas, yang tujuannya membuat antiatom, lebih spesifik lagi, antihydrogen. Eksperimen ini dilakukan di Antiproton Decelerator di CERN. Awalnya, CERN melalui proyek ATHENA berhasil membuat 9 atom antihydrogen. Antihydrogen ini terlalu “panas” untuk dipelajari sehingga CERN berkolaborasi dengan ALPHA dan ATRAP untuk membuat antihydrogen yang “dingin”. Tahun 2002, antihydrogen berhasil yang dingin berhasil dibuat oleh ATRAP dan ATHENA
Iniah mesin "Large Hadron Collider (LHC)" milik CERN
Dua proton ditembakkan dalam arah yang berlawanan dan bertubrukan di 4 titik sepanjang lintasannya - 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 (mudah-mudahan saja untuk skala kecil).
Inilah beberapa fakta mengenai project ini:
- Akan memakan waktu 20 tahun dan sampai sekarang masih berjalan
- Satu tim yang terdiri dari 7000 fisikawan yang berasal dari lebih 80 negara
- Dengan lintasan lingkaran 27 kilometer, 175 meter di bawah tanah
- Memfasilitasi proses tubrukan antar proton, dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.
- Terowongannya cukup besar untuk dilewati kereta api
- Menciptakan keadaan temperatur hingga 1 juta kali lebih panas dari inti matahri
- Magnet-magnet superkonduktor yang didinginkan pada temperatur lebih dingin dari luar angkasa
The Collider Tunnel (terowongan untuk proses tubrukan proton):
Mesin Paling Njlimet dan Kompleks yang Pernah Dibuat Manusia
Untuk menggambarkan betapa besarnya skala dari monster ini, bayangkan mesin ini sepanjang 17 mil menyeberangi tapal batas dua negara, mempunyai detektor di 4 lokasi sebesar bangunan manusia, ditempatkan di lubang (goa) yang sangat besar - dan jika Anda berada di dalamnya saat mesin ini dioperasikan, Anda akan mengalami pengaruh radioaktif yang berat dan pengalaman yang fatal.
Untuk satu solenoid (CMS) dibutuhkan besi yang jumlahnya lebih banyak dari besi untuk membangun menara Eiffel. Biaya untuk membangun LHC ini demikian besar, sehingga Amerika tahun 1993 menghentikan proyeknya sendiri yaitu Superconducting Super Collider (meski terowongan sepanjang 14 mil telah mereka gali di Texas). Jadi, paling tidak saat ini proyek CERN sendirian menyandang gelar "mesin paling njlimet yang pernah dibuat oleh manusia".
CMS detector, sebelum ditanam 100 meter di bawah tanah
Lihat orang di gambar bawah ini, untuk skala bagaimana besarnya mesin ini:
Ide pembuatan alat ini adalah untuk mengfokuskan energi besar ini ke dalam ruang sekecil mungkin. Seperti kata mereka: "Makin besar energinya, makin dahsyat pula partikel-partikel yang disemburkan". Seberapa besar? Apa ini miniatur dari blackhole?
Latar belakang dari dibangunnya LHC ini mungkin saja adalah cuma untuk mencari "partikel Tuhan" (Higgs Boson?) dan juga teori "Grand Unified Theory" dari seluruh kekuatan energi di jagat raya.
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".
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 juga sekaligus sebagai mesin lorong waktu."
About the Author
0 komentar:
Posting Komentar