Melahirkan Kembali <font color=#0066CC>Jagat Raya</font>

PADA mulanya ledakan besar.

Dalam sepersemiliar detik, ledakan itu membentuk bola api yang terus mengembang—seperti balon yang tak henti ditiup. Pada menit ketiga setelah letusan, terbentuklah inti atom. Perlu sekitar 15 miliar tahun lagi sebelum puing-puing big bang itu menjadi matahari, bulan, dan bumi seperti sekarang.

Demi memastikan proses penciptaan jagat raya, sebuah gugus tugas ilmuwan, di antaranya dua pertiga ahli fisika partikel dunia, ”berangkat” ke masa lalu. Tujuannya adalah jagat raya ketika berumur belum sedetik. Inilah mesin mereka: Large Hadron Collider (lihat infografis).

Rabu pekan lalu, mesin senilai US$ 10 miliar (Rp 90 triliun) itu dinyalakan. Dalam akselerator tersebut, dua berkas partikel proton ditembakkan berlawanan arah. Kecepatan proton itu digenjot—inilah mengapa mesin ini disebut akselerator—hingga 99,999999 persen kecepatan cahaya. Atau berarti setara dengan 11 ribu putaran per detik.

Putaran secepat itu mengakibatkan kenaikan temperatur yang amat tinggi dalam akselerator. Nah, keadaan ini diperkirakan menyerupai kondisi saat awal pembentukan alam semesta.

Sebelum dua proton pertama ditembakkan, terasa kental betul ketegangan di lima ruang kontrol Badan Riset Nuklir Eropa (CERN). Titik putih itu kemudian muncul di layar monitor. Artinya, dua berkas proton berhasil melewati garis akhir yang telah ditentukan secara bersamaan. Ketegangan di ruang kontrol mencair seketika. ”Rintangan pertama sudah berhasil kami lewati,” ucap Robert Aymar, Direktur CERN, ketika merayakan keberhasilan itu. ”Penantian kami selama 20 tahun membuahkan hasil. Sekarang saatnya para ahli fisika menunjukkan kepada kami apa yang bisa mereka lakukan.”

Inilah yang akan dilakukan para ahli fisika partikel dengan penumbuk itu. Jumlah proton yang dilepaskan akan digenjot hingga kurang-lebih 100 miliar pada saat bersamaan. Proton tersebut berjalan di dua tabung hampa udara berbeda yang memiliki diameter tak lebih besar daripada selang pemadam kebakaran. Temperaturnya lebih dingin dibanding kondisi luar angkasa, hingga mencapai minus 270 derajat Celsius.

Pada empat titik berbeda di terowongan tersebut para ilmuwan menggunakan magnet besar. Tugasnya, membelokkan jalur kedua berkas proton yang berjalan berlainan arah dengan kecepatan cahaya serta energi hingga 7 TeV (tera electron volt, atau triliun eV). Dengan begitu, dapat tumbukan megadahsyat. Hasil tabrakan akan direkam kamera digital berukuran raksasa dengan berat ribuan ton yang mampu merekam jutaan frame per detik.

”Tujuan percobaan ini untuk mengetahui kondisi alam semesta saat baru lahir. Selain itu, diharapkan diketahui jenis-jenis partikel pertama setelah terjadinya ledakan besar yang merupakan komponen pembangun proton dan neutron,” ujar Chatief Kunjaya, dosen Program Studi Astronomi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung.

Dalam percobaan sebelumnya dengan akselerator yang lebih kecil, seperti Tevatron di Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois, Amerika Serikat, sudah ditemukan jenis-jenis partikel yang lebih elementer dari proton. Misalnya, quarks dan gluons. ”Secara teori ada kemungkinan masih ada partikel lain lagi. Dengan akselerator lebih besar ini diharapkan muncul partikel baru yang merupakan pembentuk partikel lain.”

Megaproyek yang sempat molor dari jadwal semula dan menghadapi masalah pembengkakan biaya, gangguan peralatan, serta konstruksi ini bukan tanpa tentangan. Beberapa pihak mengkhawatirkan tumbukan proton dalam jumlah besar dapat membentuk lubang hitam atau black hole di bumi. Dan planet lain bisa tersedot oleh daya gravitasi. ”Itu semua hanya khayalan,” kata James Gillies, juru bicara CERN.

Satu-satunya risiko yang mungkin timbul dari eksperimen ini, menurut Gillies, adalah bila jalur proton lepas kendali dalam kecepatan penuh. Dampaknya, kerusakan pada akselerator dan terbentuknya lubang di sekitar terowongan. Gillies memastikan tidak akan ada orang yang terluka karena saat proton ditembakkan kelak, semua pekerja sudah dievakuasi.

Proyek raksasa yang diprakarsai oleh 20 negara Eropa anggota CERN ini menyedot perhatian para peneliti dari 80 negara. Sebanyak 1.200 ahli dengan status sebagai pengamat datang dari Amerika. Mereka menyumbang tak kurang dari US$ 531 juta. Jepang, Kanada, Rusia, dan India juga mengirimkan para pengamat mereka.

Sayang, tak ada satu pun ahli kosmologi Indonesia yang dikirim untuk mengamati eksperimen terbesar dan termahal di bidang sains ini. ”Ini sifatnya bukan undangan. Kalau kita ingin ikut, harus melamar dan memberi kontribusi berupa pengetahuan, percobaan, penelitian, dan mungkin juga menyumbang dana,” kata Chatief.

Mencari Partikel Terkecil

Large Hadron Collider (LHC) berfungsi mengakselerasi percepatan laju dua berkas partikel proton berlainan arah dalam laboratorium berbentuk cincin dengan panjang 27 kilometer dan menabrakkannya pada 99,99 persen kecepatan cahaya. Sebanyak 9.300 magnet mengarahkan alur proton dalam tabung hampa udara pada minus 270 derajat Celcius, yang menyerupai kondisi luar angkasa sesaat setelah terjadi ledakan besar atau big bang.

Proton dihasilkan dengan cara membuang elektron atom hidrogen, akan bertumbukan pada empat titik berbeda.

Alice

Mempelajari quark-gluon partikel yang terbentuk dalam 10 hingga 25 detik setelah big bang, sekitar 14 miliar tahun silam. Sekitar 1.000 ilmuwan dilibatkan.

CMS (Compact Muon Solenoid)

Mencari partikel baru dengan menggunakan 100 ribu medan magnet yang lebih kuat dari bumi. Sekitar 2.000 ilmuwan dilibatkan.

Atlas

Mencari partikel baru Higgs Boson, partikel yang lebih kecil daripada atom, yang dipercaya sebagai dasar pembentuk massa dari semua benda. Sekitar 1.700 ilmuwan dilibatkan.

LHCb

Akan mempelajari partikel B mesons dan mencari tahu perbedaan antara matter dan antimatter. Sebanyak 650 ilmuwan dilibatkan.

Firman Atmakusuma (AFP, BBC, CERN.CH/LCH)