Partikel Terkecil dan Energi Terdahsyat

Energi adalah fenomena yang tidak pernah habis dianalisa, diteliti dan dimanfaatkan manusia. Setiap pencapaian atau penemuan baru dalam bidang pengembangan energi, selalu diikuti fenomena-fenomena energi dalam  bentuk yang lain. Salah satu misteri yang sampai sekarang belum terpecahkan oleh para ilmuwan yaitu bagaimana atau seperti apa bentuk atau sifat perantara atau jalan sehingga energi bisa bergerak dari sebuah titik ke titk lainnya. Para ilmuan kemudian menamakannya sebagai lapisan ether, tanpa penjelasan ilmiah.

Di sisi lain, banyak fakta yang menunjukkan bahwa di dalam diri manusia dan di alam semesta,
ada energi yang tidak tampak dan belum mampu diilmiahkan, namun sudah dapat digunakan oleh manusia. Dan untuk memudahkannya, manusia kemudian menamakannya dunia metafisik, supra natural, kekuatan batin, kekuatan pikiran dan lain-lain. Sekalipun beberapa fakta menunjukkan bahwa energi itu ada dan bisa dimanfaatkan, namun hanya sedikit manusia yang mampu berhubungan dan memanfaatkan energi itu, dan mampu menjadikan mereka menjadi orang-orang hebat, orang-orang sukes dan orang-orang besar.

Hukum energi yang telah ditemukan dalam teori fisika dan kimia, seringkali seiring atau sejalan dengan prinsip kerja energi yang meta fisik. Misalnya prinsip dari kekuatan fokus, yang dalam uji coba ilmiah, dengan bantuan kaca pembesar (kaca cembung), kita bisa memfokuskan sinar matahari yang melewati kaca cembung tersebut, sehingga mampu membakar tumpukan jerami. Di mana pada keadaan biasa, sinar matahari tersebut tidak bisa membakar jerami. Begitu juga dalam aktifitas kerja manusia, di mana kekuatan fokus pikiran, mampu membuat manusia mencapai hal-hal besar.

Karena manfaatnya yang sangat besar, maka banyak literatur buku tentang kesuksesan, yang menerangkan tentang cara membangkitkan energi dalam diri manusia, yang pemahaman dan pemanfaatannya mengambil dari hukum-hukum fisik yang telah ditemukan. Saya juga tertarik untuk membuat tulisan mengenai hal itu, dari sudut pandang maupun tata bahasa yang lain yang semoga memberi manfaat pada kita semua.

Saya akan memulainya dengan membicarakan masalah atom dan misteri energi yang melingkupinya…. (kayaknya jadi fisika banget yaa… dan tidak nyambung)
Tenang saja, nggak sulit-sulit amat kok. Yang penting kita mampu menangkap logika dari hukum-hukumnya, dan mengenali bagaimana rahasia energi bisa terungkap.

Kita akan memulai dengan mengambil contoh sebuah batu, yang kita anggap mati, diam dan tidak bergerak sama sekali. Seringkali kita melihat batu sebagaimana deskripsi dari pikiran sesaat dan jarang kita mampu berpikir secara mendalam, dan mencoba melihat batu dari sisi yang lain. Padahal, apabila kita mau berhenti sejenak, dan kembali mengenang pelajaran ilmu kimia saat di sekolah, akan kita temukan bahwa sebuah batu yang dihancurkan atau di pecah-pecah sampai menjadi debu, dari debu di hancurkan lagi dengan reaksi kimia, akan ditemukan partikel dasar (kecil) yang disebut atom.

Dengan reaksi tertentu, di dalam atom ditemukan lagi materi yang lebih kecil lagi yaitu :

• elektron : bermuatan listrik negatif
• inti atom yang masih bisa dipecah lagi
  • proton : bermuatan listrik positif
  • netron : netral

Ternyata, elektron-elektron ini tidak diam seperti batu, tetapi selalu bergerak mengelilingi inti atom dengan pola gerakan yang mirip dengan sistem tata surya kita. Sebagaimana bumi mengelilingi matahari dan bulan mengelilingi bumi, atau gerakan-gerakan pada planet-planet lain.

Karena begitu kecilnya, atom-atom ini tidak tampak oleh mata. Atom mempunyai ukuran (diameter) sekitar 1 Angstrom atau 0,00000008 (10 pangkat min 8) cm. Jadi, keciiiiil banget.

Kalau begitu, di dalam atom ada gaya grafitasi dong?

Tentu ada, dan gaya grafitasi atau sering disebut gaya listrik itulah yang membuat elektron tetap bergerak pada orbitnya atau tempat memutarnya. Bila sebuah atom memiliki kelebihan elektron atau jumlah elektron lebih banyak dari pada proton, maka atom tersebut bermuatan listrik negatif, bila sebaliknya muatan listrik atom tersebut positif.

Begitu juga di dalam inti atom, ada energi ikat (gaya listrik) yang  mengikat agar inti atom tidak pecah. Di mana proton bermuatan positip dan netron tidak bermuatan, dan jika keduanya didekatkan akan terjadi gaya tolak-menolak. Gaya ikat ini lebih besar dari gaya tolak-menolak antara proton dan netron sehingga inti atom tidak pecah.

Elektron, proton dan netron adalah partikel dasar yang menyusun menjadi atom. Atom-atom yang saling mengikatkan diri akan menjadi molekul. Dan seterusnya sampai tersusun alam semesta.

Misalnya atom hidrogen (H) apabila mengikatkan diri dengan atom aksigen (O) maka akan menjadi air (H2O). Atom-atom yang saling mengikatkan diri ini yang menjadi partikel dasar sebuah batu, tumbuh-tumbuhan, hewan, manusia dan seluruh materi yang ada di alam semesta ini.

Tubuh manusia adalah materi hidup (bukan benda mati) yang paling sempurna di antara materi hidup lainnya, diperkirakan ada sekitar 10 pangkat 28  atom. atau 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000 atom atau = 1 trilyun x 10 trilyun atom.              Atom yang berada dalam tubuh manusia kebanyakan berupa karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen.

Hee banyak sekali! Bagaimana menghitungnya?

Dari penemuan atom ini, para ilmuan akhirnya menemukan 90 unsur alami yang membentuk jagat raya ini. Dan ada 15 unsur sintetik atau hasil dari buatan manusia. Wujud dari unsur-unsur itu berupa gas, cair dan padat, diantaranya seperti, emas, besi, perak, uranium sampai unsur-unsur yang ringan seperti hidrogren, nitrogen dan helium. 90 unsur alami itu tampaknya berbeda satu sama lain, karena memang berlainan dalam bentuk, wujud dan sifat. Dan perbedaan itu disebabkan karena perbedaan jumlah elektron, proton dan netron.

Untuk memudahkan kita memahaminya, coba ilustrasi di bawah ini :

• Atom Timah (Sn) memiliki 50 elektron & 50 proton, kalau kita bisa membuang 3 elektron & 3 proton, maka akan berubah jadi perak (Ag).
• Atom Lithium (Li) memiliki 3 elektron dan 3 proton, kalau kita bisa membuang 1 elektron & satu proton, maka akan didapatkan atom helium (He).
• 1 atom merkuri/raksa (Hg) terdiri dari 80 proton dan dan 80 elektron. Jika bisa dikurangi 2 proton dari inti atom, maka atom merkuri akan berubah menjadi platina (Pt). Dari Platina kalau bisa dibuang 1 elektron, maka akan langsung berubah jadi emas (Au).

Jadi, perbedaan unsur atom karena perbedaan jumlah elektron & protonnya

Kayaknya mudah sekali yaa… Enak bener kita bisa merubah-rubah unsur yang bahkan dari besi pun bisa jadi emas. he he he. Kayak tukang sulap saja.

Memang hal itu tidak mudah, dan dari berbagai penelitian dan pengembangan, para ilmuwan hanya mampu membuat unsur-unsur kimia baru, yang bersifat sintetis, dan itupun sifatnya labil, tidak seperti atom alami yang bersifat stabil. Ribuan atom sintetis bisa dibuat hanya dari hidrogen, oksigen, nitrogen dan karbon.

Tambahan lain, sekalipun jumlah elektron, proton dan netron suatu unsur sama, namun letak elektron yang berbeda akan berpengaruh terhadap warna dari sebuah atom. Misalnya fosfor ada yang berwarna kuning, ada yang merah. Bahkan emas ada yang berwarna kuning, ada juga yang berwarna putih (bukan perak lho, ada kok emas yang berwarna putih)

Sehingga, ketahuilah wahai saudaraku…… bahwa batu yang kita pegang, bukan diam seutuhnya, karena yang kita pegang itu merupakan sekumpulan atom yang selalu bergerak.

Dan tidak hanya di di dalam batu, bahkan di dalam logam atau baja yang paling keras sekalipun, di dalamnya merupakan sekumpulan (gerombolan) atom-atom yang selalu bergerak. Juga, ingatlah dalam minuman kita, yang sebenarnya merupakan sekumpulan atom-atom yang selalu bergerak. Juga udara yang selalu kita hirup setiap saat, karena kita butuh atom oksigen. Udara terdiri dari 78% nitrogen, 21% oksigen, dan 1% uap air, karbondioksida, dan gas lain

Kok tidak terasa ya? He he he. Coba pikir sendiri.

Nah, kalau energi nuklir bagaimana?

(biar tambah pusing, karena karena didalamnya mengandung energi yang paling dahsyat yang sudah mampu dimanfaatkan oleh manusia, tentunya sampai saat sekarang ini, karena di masa depan tentu akan ada yang lebih hebat lagi)

Energi nuklir merupakan hasil dari reaksi nuklir di Inti Atom. Karena di dalam inti atom masih terdapat partikel yang lebih kecil lagi berupa proton dan netron. Kalau  elektron bisa berubah karena rekasi kimia, maka perubahan yang terjadi pada inti atom membutuhkan reaksi nuklir, karena ada interaksi gaya-gaya (energi) pada  inti atom  dengan kompleksitas yang tinggi. Gaya nuklir merupakan gaya dasar paling kuat. Gaya nuklir terjadi karena ada :

• gaya tarik sebuah neutron terhadap neutron lainnya,
• gaya tarik sebuah neutron terhadap sebuah proton,
• gaya tarik sebuah proton terhadap proton lainnya.

Nah, yang dimaksud fisi nuklir adalah proses pemisahan antar inti atom tersebut. Pembelahan inti atom akan melepaskan jumlah energi yang sangat luar biasa, dalam bentuk panas dan radiasi gamma. Semakin banyak yang mampu kita belah, maka akan semakin besar jumlah energi yang dihasilkan. Sedangkan fusi nuklir adalah proses peleburan inti atom, tidak dipisahkan tetapi melebur jadi satu. Mudah ya…

Masih bingung?

Untuk memudahkan memahaminya, kita gambarkan partikel itu sebagai pasir dipantai, lalu kita bermain-main dengan membuat sebuah menara pasir. Menara pasir bisa berdiri karena gaya grafitasi (gesekan) yang terjadi antar pasir. Namun sebuah gangguan yang berasal dari luar, entah ditendang dengan kaki atau diterjang ombak, dapat melepaskan gaya gravitasi (gesekan) dan membuat tower itu runtuh. Artinya runtuhnya menara pasir (peluruhan), dibutuhkan energi aktifasi tertentu.

Pada kasus menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, entah karena ditendang atau karena ombak. Bedanya dengan kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel di dalam inti atom tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak. Gerakan partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil, dan mengakibatkan terjadinya perubahan yang akan mempengaruhi susunan inti atom.

Sedangkan untuk membuat terjadinya energi nuklir baik untuk reaktor nuklir maupun senjata nuklir dibutuhkan bahan bakar khusus yang di sebut uranium, sebuah logam berat, beracun, berwarna putih keperakan dan radioaktif alami. Uranium biasanya terdapat dalam jumlah kecil di bebatuan, tanah, air, tumbuhan, dan hewan (termasuk manusia).

Masih bingung? Mudah saja kok, yang penting kita tahu bahwa di dalam inti atom sudah tersedia energi yang sangat besar, yang selalu menggerakkan inti atom, yang  apabila digunakan manusia disebut dengan energi nuklir. Energi itu sudah ada di dalamnya dan bukan atas usaha manusia, manusia hanya memanfaatkannya.

Belum lagi sepenuhnya atom-atom ini mampu dikelola dan dimanfaatkan secara maksimal, sekarang sudah ditemukan lagi bahwa di dalam inti atom ada materi yang lebih kecil lagi, yang di namakan Quark. Memang untuk Quark para ilmuan sampai sekarang belum mampu menklasifikasi secara utuh. Quark dianggap pembentuk partikel atom. Sudah banyak biaya yang dikeluarkan untuk membuat lab-lab canggih untuk mempelajarinya.

Untuk memenuhi kebutuhan ini, maka dibangunlah sebuah laboratorium baru di Waxahachie, negara bagian Texas. Laboratorium ini dinamai SSC (Superconducting Supercolider) yang ternyata mengundang perdebatan sengit di Senat AS, karena sangat tinggi biaya pembangunannya: 20 trilyun rupiah lebih! Setelah melalui perdebatan panjang selama bertahun-tahun, Senat AS akhirnya memutuskan untuk membatalkan kelanjutan proyek raksasa yang sangat mahal itu pada akhir tahun 1993.

20 trilyun??? Pada tahun 1993 lagi! Besar banget ya. BIsa buat modal tuh. COba kita hitung berapa angka nolnya.

Bisa-bisa kita ndak bisa nabung di Bank dengan cara biasa. Karena buku rekening bank tidak bisa muat angka nolnya. he he he

Kini, harapannya digantungkan pada tim Eropa yang merencanakan membangun laboratorium sejenis dengan nama LHC (Large Hadron Collider), yang dibangun selesai pada tahun 2002. Memang lab ini tidak sehebat dan sebesar rencana lab di AS, dan biaya pembangunannya pun lebih murah. Di bangun di laboratorium CERN, di pinggiran kota Jenewa, melintasi perbatasan Swiss-Perancis.

Kapan-kapan perlu tuh kita kesana bareng-bareng, biar bisa kenalan sama si atom.

Suatu saat, ketika partikel yang lebih kecil dari atom sudah mampu diklasisikasi secara jelas, maka akan muncul rekayasa teknologi baru yang tentu lebih dasyat dan lebih hebat. Seperti ketika atom ditemukan, segera muncul teknologi baru, seperti teknologi nuklir dan teknologi nano. Teknologi nano memanfaatkan atom dan molekul, yang diantaranya  untuk membuat komputer yang lebih kecil dan lebih canggih.

Belum lama berselang, tepatnya tanggal 5 Juni tahun 1998, suatu berita besar tentang IPTEK muncul dari sebuah konfrensi fisika yang berlangsung di Jepang. Disebutkan bahwa “Neutrino” salah satu partikel dasar yang jauh lebih kecil daripada elektron, ternyata memiliki massa, demikian laporan dari suatu tim internasional yang tergabung dalam eksperimen Super-Kamiokande. Tim ahli-ahli fisika yang terdiri dari kurang lebih 120 orang dari berbagai negara termasuk AS, Jepang, Jerman, dan polandia tersebut melakukan penelitian terhadap data-data yang dikumpulkan selama setahun oleh sebuah laboratorium penelitian neutrino bawah tanah di Jepang.

Jika laporan ini terbukti benar dan dapat dikonfirmasi kembali oleh tim lainnya maka akan membawa dampak yang sangat luas terhadap beberapa teori fisika, terutama pembahasan mengenai interaksi partikel dasar, teori asal mula  alam semesta ini serta fenomena kehilangan massa (missing mass problem) matahari atau teori neutrino matahari.

Saya tidak akan mebicarakan lebih jauh lagi, namun kita tahu bahwa menemukan atom dan memanfaatkan energi atom (nuklir) sudah merupakan hal yang luar biasa hebat bagi manusia, setidaknya sampai sekarang ini. Bisa dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik, atau yang sangat merusak yaitu membuat bom nuklir (atom). Sampai era jaman ini, negara-negara yang memiliki bom nuklir, menjadi negara yang ditakuti dan bisa menakut-nakuti. Selain negara-negara maju seperti Amerika Serikat, Jerman, Cina,  Rusia, Israel, juga dimiliki Iran dan Korea Utara. Untuk Indonesia??? Pikir-pikir dulu yaa…

Sekarang coba kita pikirkan bahwa kalau atom-atom merupakan partikel dasar pembentuk dari seluruh benda dan materi yang ada di alam raya ini, dan juga merupakan dasar pembentuk tubuh manusia, maka betapa hebatnya manusia ini…… Belum lagi bahwa manusia adalah mahluk hidup, yang setiap harinya ada sel yang tumbuh dan ada sel yang mati. Pernahkah anda memikirkannya?

Untuk bagian pertama ini, kita berhenti di sini dulu, istirahat dulu, capeeek banget mikirin atom… Sampai jumpa bagian berikutnya. “Hukum Kekekalan Energi”