Courtesy of InterestingEngineering
Misteri Asal Usul Massa Proton dan Neutron Terkuak Lewat Studi Baru
Mengungkap dan menjelaskan mekanisme dominan dalam pembentukan massa proton dan neutron yang tidak dapat dijelaskan oleh mekanisme Higgs, dengan menghubungkan teori fisika kuantum dan data eksperimen terkini untuk memahami asal-usul massa hadron secara lebih lengkap.
20 Nov 2025, 21.56 WIB
26 dibaca
Share
Ikhtisar 15 Detik
- Mekanisme Higgs hanya menjelaskan sebagian kecil dari massa proton dan neutron.
- Massa hadron sebagian besar dihasilkan oleh dinamika interaksi kuat melalui kuark terhiasi.
- Penelitian ini menghubungkan teori dengan data eksperimen yang dikumpulkan selama 30 tahun di Jefferson Lab.
Newport News, Amerika Serikat - Para ilmuwan telah lama bertanya-tanya bagaimana proton dan neutron mendapatkan massa mereka. Meskipun mekanisme Higgs berhasil menjelaskan massa partikel dasar seperti quark 'mentah', mekanisme ini hanya menyumbang kurang dari 2% dari massa total proton dan neutron. Hal ini menjadi sebuah teka-teki penting dalam fisika modern.
Penelitian terkini yang dilakukan di Jefferson Lab menghubungkan teori Quantum Chromodynamics (QCD) dengan data eksperimen selama hampir 30 tahun. QCD menjelaskan bahwa massa sebagian besar berasal dari interaksi kuat antara partikel fundamental dalam proton dan neutron, terutama melalui fenomena gluon yang berinteraksi satu sama lain.
Quark mentah yang hampir tanpa massa berubah menjadi quark 'berlapis' yang jauh lebih masif akibat interaksi terus-menerus dengan gluon dan quark lain. Proses ini meningkatkan massa quark dari beberapa MeV menjadi sekitar 400 MeV, sehingga struktur proton secara keseluruhan memiliki massa sekitar 1 GeV.
Dalam penelitian ini, para ilmuwan menggunakan metode Continuum Schwinger yang menggabungkan teori dan eksperimen dengan bantuan detector CLAS12 di Jefferson Lab. Data dari eksperimen baru menunjukkan bahwa mekanisme pembentukan massa ini bekerja dalam skala yang lebih luas dibandingkan yang diperkirakan sebelumnya.
Meskipun hasil ini merupakan kemajuan besar, para peneliti masih berencana untuk menggunakan upgrade teknologi fasilitas Jefferson Lab untuk memahami secara penuh bagaimana massa hadron terbentuk di semua skala jarak. Penelitian ini membawa kita lebih dekat untuk memahami asal-usul massa materi di alam semesta.
Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/higgs-generates-98-visible-matters-mass
[1] https://interestingengineering.com/science/higgs-generates-98-visible-matters-mass
Analisis Ahli
Victor Mokeev
"Tekanan kuat dominan bagi pembentukan massa materi nyata menjelaskan mengapa kerangka kerja Higgs tidak mencukupi."
Daniel Carman
"Penelitian ini memberikan bukti konkret dari teori QCD melalui data eksperimen, menandai tonggak penting untuk fisika hadron."
Analisis Kami
"Penemuan ini merevolusi pemahaman kita tentang massa materi dan menunjukkan bahwa fokus penelitian fisika harus lebih diarahkan pada interaksi kuat dan dinamika quark-gluon. Ini membuka peluang besar bagi fisika teoritis dan eksperimental untuk saling melengkapi dan memajukan ilmu pengetahuan secara signifikan."
Prediksi Kami
Dengan peningkatan energi dan teknologi eksperimen di masa depan, peneliti akan mampu memetakan seluruh proses pembentukan massa hadron sehingga dapat menjelaskan secara menyeluruh asal-usul massa materi di alam semesta.
Pertanyaan Terkait
Q
Apa yang dijelaskan dalam analisis terbaru tentang massa proton dan neutron?A
Analisis terbaru menjelaskan bagaimana proton dan neutron memperoleh massa, menunjukkan bahwa 98% massa ini berasal dari interaksi kuat.Q
Mengapa mekanisme Higgs tidak dapat menjelaskan seluruh massa proton dan neutron?A
Mekanisme Higgs hanya berkontribusi kurang dari 2% terhadap massa proton dan neutron, sehingga tidak bisa menjelaskan massa total.Q
Apa kontribusi mekanisme Higgs terhadap massa proton dan neutron?A
Kontribusi mekanisme Higgs terhadap massa proton dan neutron adalah kurang dari 2%.Q
Apa yang dimaksud dengan 'kuark terhiasi' dalam konteks penelitian ini?A
'Kuark terhiasi' merujuk pada kuark yang dikelilingi oleh awan kuark dan gluon yang kuat, yang meningkatkan massa mereka.Q
Apa tujuan dari eksperimen di Jefferson Lab ke depan?A
Tujuan eksperimen mendatang di Jefferson Lab adalah untuk memetakan seluruh rentang di mana sebagian besar massa alam semesta muncul.Artikel Serupa
