Yak, pertama yang bakalan ane bahas disini adalah Elementary Particle (atau partikel dasar). Kalo agan pikir bahwa partikel dasar dari semua materi adalah proton, neutron dan elektron menurut ane kurang tepat gan statementnya. Bahkan, proton dan neutron bukanlah Elementary Particle, melainkan Composite Particle. Wkwk terus memang apasih Elementary Particle itu? Kita bahas perlahan gan.

Seperti namanya, Elementary Particle adalah partikel dasar yang menyusun suatu struktur yang lebih besar. Jika sesuatu partikel tidak memiliki unit penyusun yang lebih kecil lagi, maka itu adalah elementary particle (sebenernya dalam teori string dikatakan bahwa semuanya tersusun atas string, namun itu ribet kita skip aja gan wkwk ). Partikel ini juga bisa bergabung menjadi partikel lain, itulah yang disebut Composite Particle. Composite dan Elementary Particle inilah yang menyusun semua materi dan anti-materi gan (udah ngerti kan gan bedanya Elementary sama Composite Particle. Lanjut .)

Nah, Elementary Particle ini dibagi menjadi dua jenis gan.

Jenis pertama adalah jenis yang menjadi ‘struktur’ dari materi maupun anti-materi. Jenis ini disebut dengan Fermion(Diambil dari nama Enrico Fermi). Salah satu contoh fermion adalah elektron (nanti kita akan bahas fermion sendiri di bawah gan wkwk tenang aja).

Jenis yang satu lagi mungkin yang agak asing bagi kita gan. Jenis ini adalah partikel yang merupakan ‘media’ pembawa energi (Energy-Carrying Particle). Jenis ini jugalah yang ‘memediasi’ interaksi antar fermion (interaksi adalah gaya, atau setidaknya mengandung gaya). Jenis ini yang namanya Boson gan (Diambil dari Satyendra Nath Bose, Fisikawan India nih gan). Foton (‘partikel cahaya’) itu salah satu contohnya gan.

‘ Fermion, pada dasarnya adalah seluruh materi dan anti-materi. Semua struktur penyusun materi dan anti-materi adalah fermion. Fermion sejatinya merupakan elementary particle, namun juga bisa mencakup composite particle (bila terdiri dari beberapa elementary particle, tersusun atas beberapa quark). Inilah yang kita ketahui sebagai proton, neutron, dan elektron (proton dan neutron itu Composite Fermion, sedangkan elektron itu Elementary Fermion. Tadi udah tau kan gan bedanya Composite sama Elementary .).

Fermion memiliki beberapa karakteristik yang membedakannya dengan Boson (ya jelas harus ada pembeda dong gan wkwk). Properti atau karakteristik dari Fermion antara lain

1. Fermion itu mengikuti hukum larangan pauli. Intinya adalah bahwa tidak ada satu fermion pada waktu tertentu yang menempati kedudukan quantum yang bersamaan (kedudukan kuantum itu ada utama, azimuth, magnetik, dan spin gan)

2. Selain itu dalam teori spin, fermion memiliki spin bernilai setengah (1/2 atau -1/2). Spin itu menunjukkan momentum sudut partikel gan.

3. Fermion Mengikuti statistik Fermi-Dirac (yang ini ngga bakalan ane bahas gan wkwk karena ane juga males ngulik).

Nah karena kebanyakan pembedanya dan bikin pusing wkwk kita sederhanain aja gan. Intinya kita lihat aja nilai spin suatu partikel. Kalau nilai spin suatu partikel (elemntary ataupon composite) nilainya setengah bulat, bisa dipastikan itu adalah Fermionic Particle.

Untuk Elementary Fermion sendiri dibagi lagi gan, menjadi Quark dan Lepton.

Quark adalah jenis fermion yang berinteraksi kuat dengan partikel lain, Sedangkan lepton tidak. Quark memiliki 6 tipe quark, yaitu Up, Down, Strange, Charm, Bottom, dan Top (wkwk namanya unik bat yak). Oleh karena sifatnya yang dapat berinteraksi kuat, maka quark bisa membentuk Composite Particle, yang dimana antar quark diikat oleh interaksi kuat yang dimediasi oleh boson (dalam hal ini gluon).

Sedangkan lepton tidak berinteraksi kuat dengan lainnya, namun masih bisa membentuk composite dalam skala atomik. Contoh lepton adalah elektron jika bermuatan -1 dan neutrino jika tidak memiliki muatan. Ribet yah gan wkwk ane juga pusing, tapi lumayan gan nambah ilmu.

Seperti yang udah tadi dijelasin gan. Pada intinya, walaupun itu composite particle (mau atom sekalipun) kalo spinnya bernilai setengah bulat berarti dia itu Composite Fermion.Untuk contoh paling gampangnya kita ambil aja Baryon ya gan. Contoh baryon itu yang kita kenal sebagai proton dan neutron dari nukleus.

Loh emang proton itu bukan elementary? wkwk jawabannya bukan gan.

Proton itu tersusun atas 3 Quarks (Quark itu elementary fermion yang di atas gan, tepatnya 2 Up Quarks dan 1 Down Quark), yang masing-masing quark terikat oleh gluon yang mengandung gaya yang sangat kuat (ini juga gan yang ngebentuk ikatan nuklir dari nukleus). Neutron juga sama gan, bedanya dia punya 2 Down Quarks dan 1 Up Quark. Masih banyak banget gan contoh Composite Fermion, tapi ane hanya akan memberi contoh itu saja hehe .

Nah sekarang lanjut bahas Boson gan. Memang boson ini agak baru gan buat orang awam fisika (setidaknya untuk ane yang dasarnya bukan orang fisika), tapi setidaknya kita bahas aja dikit wkwk.

Boson pada dasarnya adalah partikel yang mengandung atau membawa gaya. Boson seakan menjadi ‘lem’ yang mengikat materi (fermion) dengan gaya yang dibawanya. Boson juga tidak menempati ruang yang mana berarti bukan struktur dari materi, melainkan ia menumpuk atau menumbun diantara fermion (yang ini khusus buat Elementary Boson).

Properti atau karakteristik Boson antara lain

1. Boson tidak mengikuti asas larangan pauli. Artinya 2 boson dapat menempati tingkat kuantum tertentu pada waktu yang sama (kebalikan dari fermion gan). Hal inilah yang menyebabkan Boson bisa menumpuk pada ruang, sehingga bukan menjadi 'struktur' dari materi dan anti-materi.

2. Boson mengikuti statistik Bose-Einstein (yang mana pasti berbeda dengan statistik Fermi-Dirac yang diikuti Fermion).

3. Boson dalam teori spin, memiliki bilangan spin yang bernilai bulat (berbeda dengan fermion yang setengah bulat).

Intinya berlawanan dengan mengidentifikasi fermion, jika suatu partikel memiliki spin bilangan bulat, maka bisa dipastikan itu adalah Bosonic Particle (gampang kan gan wkwk ).

Elementary Boson seperti yang telah disebutkan sebelumnya adalah partikel pembawa gaya. Jenis elementary boson tergantung pada jenis gaya yang dibawanya. Elementary Boson juga dibagi menjadi dua jenis berdasarkan sifatnya yaitu Gauge Boson (apabila tidak memiliki medan walaupun dalam ruang hampa dan memiliki spin-1)dan Higgs Boson yang terkenal dengan sebutan ‘partikel tuhan’(memiliki medan gaya di ruang hampa dan memiliki spin-0).

Gauge Boson ini disebut juga dengan Vector Boson (karena memiliki nilai spin) dan merupakan partikel yang membawa gaya. Ada 4 macam Gauge Boson yang dibedakan berdasarkan gaya yang dibawanya, antara lain

1. Foton, jika membawa gaya elektromagnetik (seperti cahaya gan)

2. Gluon, jika membawa gaya yang kuat (seperti yang mengikat antar-Quark dalam struktur Baryon. Baryon itu proton atau neutron gan). Nah ini juga gan yang mengikat nukleus (proton dan neutron), ikatannya sangat kuat dan jika collapse bisa menyebabkan reaksi fusi (pembahasan fisika nuklir gan).

3. W Boson, jika membawa gaya lemah dan memiliki muatan 1 atau -1

4. Z Boson, jika membawa gaya lemah dan tidak bermuatan
   
   
   Sebenernya ada satu gauge boson lagi yang memang masih berupa hipotesis kalau itu ada. Dia adalah Graviton yang membawa gaya gravitasi. Kalo ane pribadi menerima keberadaan partikel ini, karena memang terbukti secara teoritis .

Mungkin beberapa dari agan dan sista sekalian udah pernah denger atau baca tentang partikel ini. Ya partikel ini memang sempat menjadi topik yang sangat seru buat dibahas (bahkan penemunya, pertama kali menamai partikel ini dengan sebutan 'Goddamn Particle' wkwk ). Kita bahas sedikit aja ya gan soal partikel ini hehe.

Awal mula penemuan partikel ini adalah sebuah pertanyaan mengenai pembentukan materi dan anti-materi, atau lebih tepatnya tentang keberadaan masa suatu materi. Pada tahun 1960, teori yang ada seperti teori medan mampu menjelaskan electromagnetic field dan strong force (gluon) yang memiliki masa. Namun masalah berada pada keberadaan gaya lemah (W dan Z boson). Teori Gauge mengatakan bahwa gaya lemah ini (Partikel W, Z Boson dan juga foton) tidak memiliki massa. Padahal secara eksperimen, W dan Z boson seharusnya memiliki masa (bahkan foton juga diketahui memiliki masa, walaupun sangat kecil). Berarti ada 2 kemungkinan di sini, entah Teori Gauge yang memang memiliki pendekatan yang salah atau ada sesuatu partikel lain yang memberikan masa kepada W dan Z boson ini. Itulah yang kemudian diketahui sebagai Higgs field yang dapat memberikan masa kepada gaya elektro-lemah tersebut (dengan Higgs Mechanism, ane ngga bakal bahas banyak disini wkwk).

Setelah dilakukan eksperimen dengan Large Hadron Collider (LHC) dengan menabrakkan proton, ditemukan sebuah partikel yang menghambat pergerakan proton sehingga dapat tercipta materi. Itulah Higgs Boson. Dengan ini, teori Higgs Field (yang memberikan massa dengan medan skalarnya) semakin kuat. Selanjutnya pemahaman mengenai Higgs Boson ini berlanjut. Hingga sekarang kita tahu bahwa ia tidak memiliki nilai spin (satu-satunya partikel yang bersifat skalar) dan tidak memiliki muatan listrik apapun. Ia juga dapat meluruh menjadi vector boson (Gauge Boson) atau bahkan mungkin Fermion dan memperoleh spin. Masih banyak lagi fakta mengenai Higgs Boson, tapi itu saja yang mau ane bahas disini. wkwk jujur ane juga masih belum paham sama yang ini gan, maklum ya ane bukan orang fisika hehe .

Untuk Composite Boson,(sama seperti fermion) yang paling penting adalah jika spinnya bulat maka itu dipastikan adalah Bosonic Particle. Contohnya adalah nucleus dari Helium-4 (2 proton dan 2 neutron, masing masing setengah gan, jadi kalo ditambahin hasilnya bulat), atau meson (1 quark dan 1anti-quark, maisng-masing setengah, jadi karena jumlahnya 2 jadi bulat spinnya). Begitulah intinya gan wkwk .