A Readable Journal …

Para ilmuwan memimpikan untuk membuat pesawat untuk menjelajah antariksa yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Sayangnya menurut Einstein : “jika kita mampu bergerak dengan kecepatan cahaya, maka massa kita akan berubah menjadi energi”, oleh karena itu kita akan berubah menjadi energi dan tidak berwujud lagi seperti manusia. Tapi jika Einstein salah maka impian para ilmuwan tersebut dapat menjadi kenyataan.

Kesulitan terbesar saat ini adalah menemukan bahan bakar yang mampu mendorong mesin pesawat untuk bergerak dengan kecepatan cahaya. Ada banyak tipe bahan bakar yang menghasilkan tenaga yang besar, seperti :

1. liquid propellant (1.5 - 5.5 km/s)

2. nuclear (9 km/s)

3. solar powered

4. ion propulsion (15 - 80 km/s)

5. plasma (20 - 50 km/s)

Energi yang dihasilkan bahan bakar tersebut belum dapat menggerakkan pesawat dengan kecepatan cahaya, oleh karana itu ilmuwan mulai melirik antimatter. Antimatter pertama kali digagas oleh Paul A.M Dirac (1928), merupakan fisikawan teori dari Inggris. Antimatter disusun oleh nuckleus (proton bermuatan negatif dan neutron yang disusun dari antiquarks) dan elektron bermuatan positif (positron).

Paul Adrien Maurice Dirac

Positron dan anti proton merupakan kebalikan dari elektron (-) dan proton (+), lalu bagaimana dengan neutron (netral) ?. anti neutron tetap tidak bermuatan / netral tetapi disusun oleh antiquark, antiquark ??. Antiquark merupakan kebalikan dari quark. Struktur sebuah antiquark itu dapat terlihat dari interaksi yang terjadi antar antiquark, interaksi tersebut digambarkan dengan warna biru, merah, dan hijau pada quark sedangkan pada antiquark digambarkan dengan antibiru (kuning), antimerah(hjau toska), dan antihijau(merah jambu).

Quarks (Baryon dan Meson) dan Antiquarks (Antibaryon dan Antimeson)

Pertanyaan selanjutnya adalah apakah antimatter mampu menggerakkan pesawat mendekati kecepatan cahaya ??

Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, perlu diketahui bagaimana karakteristik dari antimatter. Tidak seperti matter yang umumnya stabil pada keadaan normal, maksud dari stabil adalah tidak berubah bentuk, wujud, dan zatnya. Antimatter tidak stabil pada kondisi normal, dia dapat stabil pada ruang vakum yang tidak terdapat matter sama sekali (masih dalam penelitian belum terlalu stabil pada ruang vakum). Karena sedikit saja terjadi tabrakan dengan matter maka akan menghasilkan ledakan yang luar biasa besarnya.

Sebagai analogi bentuk antimatter, jika kita mempunyai sebuah koin kemudian sebuah lempeng besi dan melemparkan koin sekeras mungkin ke besi. Sehingga besi tersebut membetuk sebuah lubang persis sebesar koinnya, maka lubang tersebut merupakan antimatter dan koin adalah matternya. Bentuk antimatter juga bergantung pada matter aslinya.

Antimatter / Mirror of matter

Untuk membuat antimatter atom Hidrogen (H) memerlukan alat yang disebut Particle Accelerator. Alat tersebut harus mampu menggerakkan partikel mendekatai kecepatan cahaya,  untuk melakukannya membutuhkan energi kinetik sebesar 25 GeV (Giga electron volt). Saat ini CERN memiliki Large Hardon Collider (LHC) yang merupakan particle accelerator terbesar. Dengan menggunakan alat tersebut sebuah atom Hidrogen (H) digerakkan sampai mendekati kecepatan cahaya kemudian menabrakkannya dengan copper atau tungsten. Hasil dari tabrakan tersebut menghasilkan anti-hidrogen, tapi dari 1 juta atom hidrogen yang digunakan tidak seluruhnya menghasilkan anti-hidrogen. Sebelum hidrogen dan anti-hidrogen yang dihasilkan tersebut bersentuhan keduanya dipisahkan.

Large Hardon Collider (LHC)

Karakteristik tersebut menyebabkan antimatter belum dapat digunakan sebagai bahan bakar, karena ketidakstabilannya. Saat ini NASA masih meneliti tempat untuk menampung antimatter agar dapat digunakan pada pesawat ulang aliknya.

Terlepas dari masalah itu berdasarkan eksperimen yang dilakukan oleh CERN, 1 kg antimatter dengan 1 kg matter mampu menghasilkan emisi photon yang kemudian di konversi menjadi energi kinetik. Energi yang dihasilkan sebesar 1.8×10¹⁷ J (180 petajoules), atau ratusan kali lebih besar dari pada energi yang dihasilkan Uranium/Plutonium. Dengan energi sebesar itu mampu membuat pesawat bergerak 10⁷ - 10⁸ m/s, kecepatan tersebut merupakan 1/3 dari kecepatan cahaya (3 x 10⁸ m/s).

Hasil penelitian tersebut menjawab pertanyaan awal dalam jurnal ini, “apakah antimatter mampu menggerakkan pesawat mendekati kecepatan cahaya ??”. Dan jawaban atas pertanyaan tersebut adalah antimatter mampu melakukannya.

Referensi :

1. http://aerospacescholars.jsc.nasa.gov/HAS/highlights/final-projects/view.cfm?id=B3BB2A50-F1F6-B4D1-EE1BCBCA68A425C8

2. http://en.wikipedia.org/wiki/Antimatter

3. http://public.web.cern.ch/Public/en/Spotlight/SpotlightAandD-en.html

4. http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html

5. http://en.wikipedia.org/wiki/Order_of_magnitude

6. http://en.wikipedia.org/wiki/Spacecraft_propulsion

7. http://en.wikipedia.org/wiki/Quark#Antiquarks