Apa Itu Antimateri, Fakta, Pembuatan dan Kegunaannya

Antimateri adalah materi biasa yang memiliki muatan listrik yang berlawanan denhan materi. Misalnya, sebuah elektron, yang memiliki muatan negatif, memiliki pasangan antimateri yang dikenal sebagai positron. Apa Itu Antimateri, Fakta, Pembuatan dan Kegunaannya

Baca juga: Apa itu Materi Gelap, Sifat dan Fungsinya

Positron adalah partikel dengan massa yang sama dengan elektron tetapi bermuatan positif.

Partikel tanpa muatan listrik, seperti neutron, seringkali merupakan mitra antimateri mereka sendiri. Tetapi para peneliti belum menentukan apakah partikel kecil misterius yang dikenal sebagai neutrino, yang juga netral, adalah antipartikel mereka sendiri.

Apakah anda paham? Sederhananya, Jika postif lawannya negatif atau elektron berlawanan dengan proton itu benar secara kutub muatan, tapi antimateri adalah seperti bayangan cermin dari materi tersebut yang bermuatan sebaliknya, elektron bermuatan negatif antimaterinya adalah elektron bermuatan positif, atau proton bermuatan positif antimaterinya adalah proton bermuatan postif, seperti anda menyebut laki-laki lawannya adalah perempuan, tapi dalam konsep antimateri laki-laki antimaterinya adalah laki-laki itu sendiri dengan sifat sebaliknya, perempuan antimaterinya perempuan dengan sifat sebaliknya. Permisalan, coba anda berdiri didepan cermin lalu bandingkan bayangan anda dengan diri anda sendiri, antimateri adalah anda sendiri yang berbeda sifat, anda menghadap arah yang berbeda, posisi tangan kaki anda berbeda tapi anda adalah orang yang sama.

Meskipun mungkin terdengar seperti suatu fiksi ilmiah, antimateri itu nyata. Antimateri diciptakan bersama dengan materi setelah Big Bang. Tapi keberadaan antimateri dialam sangat langka, dan para ilmuwan belum menemukan alasannya.

Sejarah Penemuan Antimateri

Fisikawan Inggris Paul Dirac meramalkan antimateri pada tahun 1928 ketika mencoba menggabungkan mekanika kuantum, yang menjelaskan partikel subatom, dan teori relativitas Einstein. Dirac sedang mencari solusi untuk persamaan yang menggambarkan pergerakan elektron yang bergerak mendekati kecepatan cahaya. “Sama seperti persamaan x^2 = 4 dapat memiliki dua solusi yang mungkin (x = 2 atau x = minus 2), persamaan Dirac dapat memiliki dua solusi, satu untuk elektron dengan energi positif, dan satu untuk elektron dengan energi negatif energi,” menurut CERN.

Pada awalnya, Dirac ragu untuk membagikan temuannya. Tapi akhirnya, dia memeluk mereka dan mengatakan setiap partikel di alam semesta harus memiliki partikel bayangan cermin yang berperilaku seperti itu tetapi memiliki muatan yang berlawanan.

Positron ditemukan beberapa tahun kemudian oleh fisikawan American California Institute of Technology Carl Anderson, yang mempelajari sinar kosmik yang sangat energik yang datang dari luar angkasa dan menghantam atmosfer Bumi, menghasilkan hujan partikel lain. Dalam detektornya, Anderson menyaksikan jejak sesuatu dengan massa yang sama dengan elektron tetapi dengan muatan positif. Seorang editor di jurnal Physical Review menyarankan nama positron untuk partikel tersebut, menurut American Institute of Physics.

Untuk pekerjaan mereka dalam penemuan ini, Dirac dan Anderson menerima Hadiah Nobel dalam fisika, Dirac pada tahun 1933, dan Anderson pada tahun 1936.

Keberadaan Antimateri

Manusia telah menciptakan partikel antimateri menggunakan tabrakan berkecepatan sangat tinggi pada akselerator partikel besar seperti Large Hadron Collider (LHC), yang terletak di luar Jenewa dan dioperasikan oleh CERN (Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir). Beberapa eksperimen di CERN menciptakan antihidrogen, kembaran antimateri dari elemen hidrogen. Elemen antimateri paling kompleks yang diproduksi hingga saat ini adalah antihelium, pasangan helium.

Ada juga antipartikel yang diproduksi secara alami yang dibuat secara sporadis di seluruh alam semesta. Tetapi ketika materi dan antimateri bertemu, mereka saling memusnahkan dan menghasilkan energi, yang berarti bahwa dalam kosmos yang didominasi materi seperti kita, antimateri tidak bertahan lama.

Antimateri juga merupakan inti dari misteri mengapa alam semesta ada. Pada saat-saat pertama setelah Big Bang, hanya energi yang ada. Saat alam semesta mendingin dan mengembang, partikel materi dan antimateri diproduksi. Para ilmuwan telah mengukur sifat partikel dan antipartikel dengan presisi yang sangat tinggi dan menemukan bahwa keduanya berperilaku identik. Jadi jika antimateri dan materi diciptakan dalam jumlah yang sama dan mereka berperilaku identik, semua materi dan antimateri yang diciptakan pada awal waktu seharusnya musnah saat bersentuhan, tanpa meninggalkan apa pun.

Materi Lebih Banyak dari Antimateri

Mungkin ini menjelaskan mengepa antimateri dialam langka. Satu teori menunjukkan bahwa lebih banyak materi daripada antimateri yang diciptakan di awal alam semesta, sehingga bahkan setelah saling memusnahi, ada cukup materi yang tersisa untuk membentuk bintang, galaksi, dan, akhirnya, segala sesuatu di Bumi. Perbedaannya sangat kecil, kurang dari 1 dalam 1 miliar partikel yabg selamat dari kekacauan dengan antimateri dan terus membentuk semua materi di sekitar kita hari ini.

Jika neutrino partikel kecil hantu yang nyaris tidak berinteraksi dengan materi lain diduga sebagai antipartikelnya sendiri, mungkin menjasi kunci untuk memecahkan masalah ini. Dalam teori ini, pada awal waktu, sebagian kecil neutrino akan mampu bertransisi dari antimateri ke materi, berpotensi menciptakan ketidakseimbangan materi kecil pada awal alam semesta. Eksperimen telah mencoba untuk menentukan apakah neutrino adalah antipartikelnya sendiri, tetapi sejauh ini, hasilnya tidak meyakinkan.

Mengapa antimateri sangat langka? 

Sejauh ini tidak ada dalam fisika yang menjadikan materi spesial. Kedua jenis partikel harus ada dalam jumlah yang sama, tetapi mengapa kita tidak melihat ini tetap menjadi salah satu misteri terbesar dalam fisika. Karena kedua bentuk partikel saling memusnahkan dan hanya menyisakan radiasi energi tinggi, itu juga menjadi misteri mengapa kita memiliki partikel dengan variasi tertentu sama sekali

Manfaat dan Kegunaan Antimateri

Karena hasil dari materi dan antimateri menghasilkan energi, para insinyur berspekulasi bahwa pesawat ruang angkasa bertenaga antimateri mungkin merupakan cara yang efisien untuk menjelajahi alam semesta.

NASA telah mempelajari kemungkinan menggunakan kendaraan yang digerakkan oleh antimateri untuk terbang ke Mars, tetapi ide tersebut memiliki beberapa kelemahan, yaitu biayanya sangatlah mahal.

“Perkiraan kasar untuk menghasilkan 10 miligram positron yang dibutuhkan untuk misi Mars manusia adalah sekitar 250 juta dolar menggunakan teknologi yang saat ini sedang dikembangkan,” kata Gerald Smith dari Positronics Research LLC, di Santa Fe, New Mexico, dalam artikel 2006 untuk NASA. Biayanya mungkin tampak tinggi, tetapi masih membutuhkan biaya sekitar $10.000 per pon untuk mengirim sesuatu ke orbit, jadi sebuah pesawat ruang angkasa besar ditambah awak manusianya juga akan mahal untuk diluncurkan.

Ini mungkin menjawab pertanyaan mengenai harga dari antimateri karena biaya untuk memproduksinya sangatlah besar atau sekitar 25 juta dolar untuk 1mg.

Baru-baru ini, para peneliti NASA telah melihat kemungkinan menggunakan energi yang dihasilkan oleh tabrakan materi-antimateri untuk mengirim probe ke sistem bintang terdekat, Alpha Centauri. Energi dalam tabrakan akan memungkinkan kendaraan untuk berakselerasi hingga 10% kecepatan cahaya dan kemudian melambat dengan sendirinya untuk menjelajahi Alpha Centauri, berpotensi selama beberapa dekade.

Apakah ada yang berpikir lain untuk ide kegunaan antimateri?

Hanya ingin melepas beban pikiran, bagaimana sifat antimateri dan materi yang saling memusnahkan dan menghasilkan energi, selisih yang kurang dari 1 telah menciptakan takdir alam semesta yang kita lihat, lalu kemudian para ilmuan telah berhasil menciptakan antimateri untuk partikel hidrogen. Sekarang bagaimana jika keduanya berada dalam satu paket senjata nuklir?

Demikian artikel tentang Apa Itu Antimateri, Fakta, Pembuatan dan Kegunaannya. Semoga menambah wawasan

Reftensi:

https://home.cern/science/physics/antimatter
https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/pt.5.031277/full/
https://www.nasa.gov/exploration/home/antimatter_spaceship.html
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2020_Phase_I_Phase_II/Deceleration_of_Interstellar_Spacecraft_Utilizing_Antimatter/