Sabtu, 18 Juli 2009

ANTI MATERI

ANTIMATERI
Kortesi CERN
Pada tingkat panas yang intens saat Ledakan Besar, partikel dari materi ditempa menjadi energi murni. Tapi untuk setiap partikel materi yang tercipta, "kembarannya" juga ada-sebuah antipartikel yang bermassa identik, tapi beroposisi dalam hal muatan listriknya.
Sesaat setelah keeksistensiannya Jagat Raya dalam kondisi seimbang, dengan materi dan antimateri tercipta dalam jumlah seimbang. Beberapa sekon setelah Ledakan Besar, antimateri menghilang, bersama hampir semua materi , menyisakan sejumlah kecil dari materi yang kini kita amati disekitar kita ; dari bintang-bintang, dan galaksi-galaksi, bumi dan semua bentuk kehidupan.
(Di Malaikat dan Iblis kotak ini dicuri dari laboratorium rahasia di CERN. Kotak itu mengandung satu gram antimateri dan digunakan sebagai senjata pemusnah. Tapi apa itu antimateri? apakah itu nyata?apakah itu berbahaya?. Pada bagian ini anda akan menemukan ilmu pengetahuan seputar antimateri.)
Antimateri:Cerminan dari Materi
Dunia kita terbuat dari materi, yang mana terdiri dari tiga partikel dasar pembentuk dunia yaitu elektron, proton dan neutron. Tiap partikel memiliki massa dan muatan listrik yang spesifik. Sebagai contoh elektron memiliki muatan negatif, proton bermuatan positif.
Partikel antimateri memiliki massa yang sama dengan partikel yang menyusun dunia tapi membawa muatan yang berbeda. Sebagai gambaran elektron yang bermuatan negatif juga memiliki "kembaran" antimaterinya dengan massa yang sama tapi berbeda dalam hal muatan. Kita menyebutnya antielektron atau positron.
Partikel dan antipartikel[bisa dikatakan] berjalan bersama. Bayangkan saat duduk di pantai berpasir . Keyika menggali untuk membuat lubang pastilah tercipta juga gundukan tanah. Satu hal tak dapat tercipta tanpa seiring dengan tercipta satu hal yang lain; semuanya komplementer-juga seperti partikel dan antipartikel. Antimateri dan Materi tercipta dalam jumlah seimbang kala Ledakan Besar, tapi kita tidak melihat antimateri disekitar kita kini.
Partikel -Partikel Fundamental

Proton, neutron dan partikel-partikel lainnya membentuk kombinasi 12 partikel fundamental yang disebut quark yang mana juga memiliki antipartikel yang beropoisi dalam hal muatan. Antiquark yang membentuk antiproton, sebagai contoh, berlawanan smuaan dengan quark yang membentuk proton.

Terdapat 12 partikel undamental yang membentuk semua materi – tiap satu partikel dari 1 partikel undamental memiliki ”kembaran” antimateri.

E=mc2
Formula terkenal dari Einstein berarti bahwa “massa adalah energi yang terkondensasi”. Sejak ‘c’ adalah kecepatan cahaya yang mana nilainya sangat besar rumus itu memberitahu kita kita bawa sejumlah kecil massa mengandung sejumlah luar bisa energi. Hal itu eperti menukar uang dengan penukaran yang berbeda-beda dengan rasio pertukaran yang luar biasa besar. Massa 1 kilogram mengandung energi sebesar sembilan puluh juta gigajoule (9 x 10 9 GJ), setara dengan konsumsi energi dunia selama sembilan puluh menit.

Mudah Menguap

Ketika partikel dan antipartikel bertemu, mereka saling menghancurkan atu sama lain. Proes ini dikenal sebagai anihilasi, melepakan energi yang sangat banyak yang tersimpan pada massa. Anihilasi dapat menciptakan pancaran sinar gamma atau bahkan paangan partikel-antipartikel baru.

Para ilmuwan CERN sedang mengekplorasi misteri-misteri besar seperti:Jika materi dan antimateri tercipta dalam jumlah seimbang selama Ledakan Besar dan materi serta antimateri aling menghancurkan, kemudian mengapa semua materi yang tersisa membenuk Jagat Raya?

Membuat antimateri
Kita tidak menemukan antimateri disekitar kita, agar dapat dipelaari antimateri itu harus dibuat.

Mengubah energi menjadi massa.

Ketika cukup energi ditekan kedalam ruang yang sangat kecil seperti elama dalam kolisi partikel energi tiggi di CERN, pasangan partikel dan antipartikel terproduki secara spontan.

Energi yang diberikan untuk partikel yang diakselerai setidaknya setara denagn masa partikel-partikel baru agar ini terjadi; lebih banyak energi pada kolisi, lebih masif partikel dan antipartikel yang terbentuk.

Ketika energi diubah kedalam masssa, kedua materi dan antimateri tercipta dalam jumlah setara. Ini adalah computer generated image dari anihilasi aktual antihidrogen pada percobaan ATHENA di CERN tahun 2002. Anihilasi antiproton memproduksi empat muatan partikel (garis kuning) yang terdeeksi di detektor ( blok kuning dan merah jambu). Anihilasi poitron memptoduksi pengembalian sinar gamma(merah).

Antimateri di CERN

Antimateri diproduksi pada banyak eksperimen di CERN. Pada kolii di Penumbuk Hadron Besar antipartikel yan terproduksi tak dapat ditangkap karena energinya yang tinggi. Deelerator Antiproton di CERN memproduksi antiproton yang lebih lambat yang mampu ditangkap. Antiproton-antiproton ini kemudian dapat dipelajari untuk mengekplorasi pertanyaan-pertanyaan seperti: do particles upwards?

Produksi Antipartikel dalam percobaan
Di CERN, proton dengan energi sebesar 2,6GeV (Giga Elektron Volt, kira-kira 30 kali massa tersisanya) ditabrakkan dengan nuklei di dalam tabung metal yang disebut target. Kira – kira empat proton-antiproton terproduki per jutaan kolisi. Antiproton dipiahkan dari partikel – partikel lain menggunakan lempeng-lempeng magnetik dan digiring ke Deselerator Antiproton, dimana mereka diperlambat dari 96 persen kecepatan cahaya menjadi 10 persen. Mereka diaingkan dan semuanya ‘berlari’ kedalam beam pipes pada percobaan untuk selanjutnay ditangkap dan disimpan.

Tubuhmu memancarkan antimateri!

Tubuh seeorang dengan massa 80 kg mengemisi 180 positron per jam!. Hal ini terjadi dari peluruhan Potasium-40, isotop yang tercipta secara natural yan terserap dari air minum, makanan dan ketika bernafas.

Kuantitas yang sangat kecil.

Bahkan jika CERN menggunakan akelerator-akseleratornya untuk membuat antimateri, itu hanya memproduksi tidak lebih dari sepersemiliar gram antimateri pertahun!. Untuk membuat satu gram antimater-jumlah yang dibuat Vetra dalam film-bagaimanapun akan membutuhkan satu miliar tahun.

Jumlah keeluruhan dari antimateri yang diproduksi sepanjang sejarah CERN kuran dari 10 nanogram-hanya mengandung cukup energi untuk menyalakan lampu pijat 60W selama 4 jam.

Biaya [pembuatan] antimateri

Efisiensi dari produksi dan penyimpanannya sangat rendah kira-kira satu milyar kali lebih banyak energi yang dibutuhkan untuk membuat antimateri daripada yang terkandung di massanya. Menggunakan E=mc2 kita menemukan bahwa 1 gram antimateri mengandung:
0,001 kg x (300000000 m/s)2= 90000 GJ=25 x 10 6 kWh

Pada biaya produksi rendah efiiensi, itu akan membutuhkan 25 juta-biliun kWh untuk membuat hanya 1 gram. Walaupun dipotong harga untuk tenaga listrik, ini tetap akan meghabiskan biaya lebih dari 1 juta biliun Euro.


Menangkap Antimateri

Untuk memelajari, antimateri harus dijaga agar tetap terpisah dari materi, untuk mencegahnya dari anihilasi-penghancuran. Antimateri yang dialiri listrik dapat ditangkap dalam ebuah alat yaitu Penning trap.
Penning trap membutuhkan vakum ultra tinggi. Didalam penjebaknya, tenaga lempengan-lempengan magnetik mengaliri antipartikel ke spiral disekeliling jalur lempeng magnetik dan lempeng elektrik menjaganya disekitar sumbu magnetik.

Belum ada seseorang yang mengatur untuk menangkap antipartikel (antiproton) yang dialiri secara elektris di CERN. Antiproton dikombinai dengan positron untuk memproduksi atom-atom antihidrogen.

Catatan dunia

Dunia mencatat untuk penyimpanan antipartikel dilakukan oleh eksperimen TRAP di CERN:itu menjaga 1 antiproton di Penning trap selama 57 hari!. Para ilmuwan melakukan pengukuran yang sangat presisi terhadap massa dan muatannya sebelum penangkapnya mati dan antiproton….meledak.


Kamis, 02 Juli 2009

BUKTI LANGSUNG PERTAMA, KILAT TERDETEKSI DI MARS

"Mars continues to amaze us. Every new look at the planet gives us new insights,"
ScienceDaily( 1 Juli 2009)--Untuk pertama kali, kilat terdeteksi di Mars, ujar para peneliti University of Michigan yang telah menemukan tanda-tanda pelepasan listrik selama badai debu di Planet Merah. 
Cahaya terang yang merupakan kilat kering, kata Chris Ruf, profesor di departemen Atmospheric, Oceanic and Space Sciences and Electrical Engineering and Computer Sciences.

Apa yang telah kami saksikan di Mars adalah rangkaian dari pelepasan listrik besar dan tivba-tiba dikarenakan badai debu besar.”kata Ruf.”Jelasnya, bukanlah hujan yang diasosiasikan terhadap pelepasan listrik di Mars. Bagaimanapun kemungkinan-kemungkinannya mengejutkan.

Aktivitas listrik pada badai debu Mars berimplikasi terhadap ilmu pengetahuan tentang Mars, ujar para peneliti.

Hal ini berpengaruh terhadap kimia atmosfir, habitabilitas dan preparasi-preparasi untuk eksplorasi oleh manusia. Ini juga berimplikasi untuk awal kehidupan, seperti hasil eksperimen tahun 1950-an.”ujar Nilton Renno, profesor di departemen Atmospheric, Oceanic and Space Sciences.

Penemuan yang didasarkan pada observasi menggunakan detektor microwave inovatif yang dikembangkan di U-M Space Physics Research Laboratory. Detektor Kurtosis yang mana cocok terhadap radiasi termal maupun non termal, mengukur emisi microwave dari Mars rata-rata 5 jam sehari selama 12 hari sejak 22 Mei hingga 16 Juni 2006.

Pada 8 Juni 2006 kedua pola tak biasa dari radiasi non termal dan badai debu padat Mars terjadi, itu pertama kali radiasi non termal terdeteksi. Radiasi non termal mengindikasikan keberadaan kilat. Para peneliti mengulas kembali data untuk menentukan kekuatan, durasi dan frekuensi dari aktivitas non termal, termasuk kemungkinan sumber-sumber lain. Tapi tiap tes mengarah pada kesimpulan bahwa badai debu disebabkan dry lightning.

Penelitian ini mengonfirmasi pengukuran tanah dari pendaratan Viking 30 tahun yang lalu, dan ini menentang 2006-an eksperiemen.

Data dari pendaratan Viking menunjukkan kemungkinan bahwa badai debu Mars mirip dengan badai petir Bumi yang mengandung listrik aktif dan merupakan sumber dari kimia reaktif. Tapi hipotesis itu tak teruji. Pada tahun 2006, menggunakian model teoritis, eksperimen-eksperimen laboratorium dan studi-studi lapangan pada bumi, sekumpulan ilmuwan planet berasumsi bahwa tak ada bukti nyata kilat terjadi di Mars. Penelitian ini membantah hal tersebut.

Mars terus mengejutkan kita. Tiap hal baru memberi kita pemandangan baru.”kata Michael Sanders, manager eksplorasi sistem dan teknologi berkantor di Jet Propulsion Laboratory dan peneliti yang terlibat di studi ini.

Penemuan ini akan dipublikasi di edisi depan dari Geophysical Research Letters. Makalahnya berjudul "The Emission of Non-Thermal Microwave Radiation by a Martian Dust Storm." Tambahan selain Ruf dan Renno, peneliti U-M lain termasuk Jasper Kok, recent Ph.D , lulusan Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences; Etienne Bandelier, a graduate student di departemen yang sama; dan Steve Gross, pemimpin research engineer di departemen yang sama.