Antimateri

Materi adalah segala sesuatu yang telah kita kenal sebagai penyusun seluruh alam semesta ini, serta terbukti eksistensinya. Tetapi di samping materi sebagai penyusun alam, terdapat pula antimateri, yaitu sesuatu yang secara massa dan sifat-sifatnya mirip dengan materi sekawannya, tetapi berbeda muatan. Contohnya adalah positron, yang merupakan antimateri dari elektron. Yaitu partikel elektron bermuatan positif.

Suatu ketika, para ilmuwan menemukan berkas cahaya dan partikel yang menerpa bumi dari berbagai arah. Mereka yakin bahwa partikel tersebut bukanlah dari matahari, bintang, galaksi, ataupun benda angkasa lainnya. Mereka menduga partikel tersebut adalah jejak-jejak big bang yang tersisa. Setelah diteliti, mereka mendapatkan bahwa partikel tersebut adalah kembaran elektron, tetapi bermuatan positif. Mereka menyebutnya sebagai positron.

Pada hakikatnya materi tersusun atas fundamental elemen atau elemen dasar. Dan antimateri tersusun atas antipartikel dari partikel penyusun materi. Fundamental elemen bukanlah atom, karena atom masih dapat terbagi lagi. Bukan pula proton, elektron, maupun neutron. Karena ketiganya tersusun lagi oleh dua hal yang sejauh ini dianggap paling fundamental, yaitu apa yang disebut Quark dan Lepton.

Uniknya, antimateri tidak dapat berinteraksi langsung dengan materi, karena keduanya akan saling memusnahkan, sesuatu yang disebut Annihilation. Bahkan dengan udara (atau hiperbola apapun yang lebih halus dari itu). Einstein mengatakan bahwa materi adalah energi yang terperangkap. Dan energi itu dapat lepas ketika lapisan yang merangkapinya terbuka. Dengan bertemunya materi dan antimateri (plus-minus, saling melengkapi), lapisan pembungkusnya terbuka, dan energi keduanya terlepas keluar sebesar 100 persen. Tahu artinya? Tidak ada sisa pembakaran, tidak ada debu, tidak ada polusi. Sangat sempurna untuk bahan bakar paling lux dan futuristik. Tetapi sisi gelapnya adalah satu gram saja antimateri dapat menggantikan bom nuklir yang lebih hebat untuk kembali mengebom Hiroshima seperti dulu. Reaksi ini 1000 kali lebih besar daripada fisi nuklir dan 300 kali lebih dahsyat daripada fusi nuklir.

Carl Anderson pertama kali menemukan keberadaan antipartikel pada 1932, di Fermilab, Chicago, Amerika Serikat. Elektron positif dapat dideteksi dalam fluks radiasi kosmik pada permukaan bumi. Anderson menggunakan pengamat kamar buih yang disusun oleh hidrogen cair. Dia menembakan partikel bermuatan ke dalam bubble chamber berisi superheated liquid yang dikelilingi medan magnet. Bila ada suatu partikel bermuatan melewati hidrogen cair, maka atom-atom hidrogen yang dilewati akan terionisasi sehingga menimbulkan buih di sepanjang lintasannya. Jika buih itu disinari cahaya, kita dapat mengamati jejak-jejak yang ditimbulkan partikel bermuatan tadi. Melalui beberapa foto yang diambil, Anderson mengamati bahwa ada muatan yang massanya sama dengan elektron tetapi melengkung ke arah yang berlawanan. Elektron positif.

Jika alam semesta/universe terbentuk dari materi dan antimateri, maka secara logika perlu ruang kosong untuk memisahkan keduanya agar tidak saling menghilangkan. Ruang kosong itu kita sebut antiuniverse. Hingga pada suatu saat universe dan antiuniverse bertemu dan terjadi ledakan besar gamma. Ketika terjadi ledakan Big Bang, materi dan antimateri tercipta dalam keadaan seimbang. Tetapi kenyataanya adalah materi kita temukan jauh lebih banyak di sekitar kita daripada antimateri.

Hipotesis menyatakan bahwa bentukan alam semesta adalah dari broken assymetry (simetri yang terkoyak). Pada waktu kelahiran alam semesta besarnya suhu diperkirakan 1032 derajat kelvin dan segala sesuatu terdapat dalam bentuk radiasi. Pada waktu selanjutnya terjadi perusakan simetri yang menghasilkan massa. Materi yang terbentuk setelah big bang disebut spontaneous broken symmetry (perusakan simatri spontan). Saat big bang berlangsung, kelebihan materi sebesar 10 pangkat 8 atau 10 pangkat 9 x 99,999999 persen materi musnah bersama seluruh antimateri, sehingga 0,000001 persen materi yang menyusun jagad raya sekarang. Perkiraan perbandingan lainnya yaitu 30.000.0001 quark berbanding 30.000.000 antiquark. Namun, ada assymmetry baryon, yaitu asimetri antar baryon dan fermion terhadap antibaryon yang bereaksi kuat. Teori yang menjelaskan asimetri baryon ini disebut baryogenesis, dimana lahirnya bilangan baryon yang bukan nol. Hal ini terjadi saat tidak ada keseimbangan/out of equilibrium.