Pada tahun 1933, ilmuwan
mengidentifikasi adanya sinar kosmik, suatu sumber partikel berenergi tinggi
yang berasal dari angkasa luar. Ketika partikel berenergi tinggi (proton) dari
ruang angkasa ini menumbuk atom timah (tepatnya inti dari atomnya), banyak
partikel-partikel yang lebih kecil berhamburan keluar. Partikel-partikel ini
bukan proton atau neutron, tetapi yang lebih kecil dari itu. karena itu ilmuwan
mangambil kesimpulan bahwa nukelus pasti tersusun atas partikel yang lebih
kecil. pencarian pun dimulai bagi partikel-partikel ini. Pada saat itu,
satu-satunya cara untuk menumbukkan partikel berenergi tinggi dengan atom
adalah dengan pergi menuju puncak gunung dimana radiasi kosmik lebih mudah
didapat.
Namun kemudian ilmuwan menciptakan sebuah divais yang dapat mempercepat partikel hingga mencapai kecepatan yang sangat tinggi--energi kinetik yang tinggi-- untuk kemudian menumbukkannya ke atom target. Hasil dari tumbukan tersebut kemudian dideteksi dan dianalisa. Informasinya memberitahu kita partikel-partikel yang menyusun atom dan gaya-gaya yang mengikatnya.
Kita dapat menemukan akselerator partikel di dalam TV CRT, di dalam sana CRT menangkap partikel (elektron) dari katoda, kemudian mempercepatnya dan kemudian dirubah arahnya oleh elektromagnet di dalam ruang hampa (vacuum) untuk kemudian menghantamkannya ke molekul-molekul fosfor pada layar. hasil tumbukan ini berupa titik-titik cahaya atau pixel di TV anda.
Sebuah partikel akselerator bekerja dengan cara yang sama dengan CRT, kecuali ukurannya yang jauh lebih besar, partikel dipercepat dengan kecepatan yang juga lebih besar (mendekati kecepatan cahaya) dan hasil tumbukannya berupa partikel yang lebih subatomik dan bermacam-macam jenis dari radiasi nuklir. pertikel dipercepat oleh gelombang elektromagnetik di dalam divais, dapat diibaratkan seperti peselancar yang terdorong sepanjang gelombang laut. Semakin berenergi partikel, semakin baik kita dapat melihat struktur materi. Sama halnya seperti ketika bola billiard yang didorong dengan stik. ketika bola billiard (partikel berenergi) dinaikkan kecepatannya, bola akan menerima energi lebih sehingga dapat lebih baik dalam menciptakan hamburan bola-bola di meja billiard (membebaskan lebih banyak partikel).
Akselerator partikel terbagi menjadi dua buah tipe dasar:
1. Linier (Linacs)- partikel melaju dalam track yang panjang dan lurus kemudian bertumbukan dengan target.
2. Melingkar (Cyclotron) - partikel melaju sepanjang jalur melingkar sampai mereka bertumbukan dengan target.
Linear accelerator (linac)
Pada akselerator linier, pertikel melaju dalam ruang terowongan tembaga hampa udara. elektron-elektron mengendarai gelombang yang diciptakan oleh pambangkit gelombang yang disebut klystron. Elektromagnet menjaga agar partikel tetap berada pada sorotan yang sempit( tidak menyebar). Ketika sorotan partikel menumbuk target di akhir terowongan, bermacam-macam detektor mencatat kejadian-kejadian yang terjadi--partikel subatomik dan radiasi yang dilepaskan. Akselerator jenis ini ukurannya sangat besar dan diletakkan di bawah tanah. Contoh dari akselerator jenis ini adalah Linacs di Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) di california, yang panjangnya 1,8 mil (3 km).
Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) tampak dari udara, laboratorium ini terletak di bawah tanah dalam gambar ditandai dengan garis putih
Cyclotron
Cyclotron merupakan akselerator partikel yang sering digunakan untuk memproduksi radioisotope untuk PET (Positron Emission Tomography), suatu alat pencitraan medis yang memanfaatkan postiron (anti elektron) untuk menghasilkan citra bagian dalam tubuh manusia. Akselerator melingkar melakukan kerja yang sama dengan yang dilakukan linacs (Linear Accelerator). Namun, alih-alih menggunakan track yang lurus, akselerator melingkar mendorong partikel-partikel sepanjang track yang melingkar berkali-kali. Pada tiap jalur, medan magnetik diperkuat sehingga partikel beam akan dipercepat secara berurutan. Ketika partikel telah mencapai energi tertinggi atau yang diinginkan, sebuah target diletakkan pada garis edar dari sorotan partikel (particle beam) atau di dekat detektor-detektor. Akselerator jenis ini merupakan jenis akselerator pertama yang ditemukan pada tahun 1929 dan memiliki ukuran diameter 4 inci atau 10 cm. Cyclotron lawrence yang merupakan akslerator partikel pertama menggunakan dua buah magnet berbentuk D yang dipisahkan oleh ruang yang sempit. Tegangan AC berfrekuensi tinggi menciptakan sebuah medan listrik melintasi ruang sempit diantara dua elektroda berbentuk huruf D (biasa disebut Dee), energy akan terus ditambahkan tiap kali partikel melewati gap antar dee sehingga partikel akan dipercepat dan massanya akan bertambah sebagai akibat dari kecepatan partikel yang mendekati kecepatan cahaya. Dengan semakin cepatnya partikel melaju, jari-jari garis edarnya akan semakin melebar sampai mereka menumbuk target yang terletak di bagian terluar lingkaran. Cyclotron jenis ini terbukti efektif tetapi tidak akan dapat mencapai tingkat energi yang dicapai cyclotron moderen.
Akselerator melingkar yang modern menempatkan klytrons dan elektromagnet di sekeliling terowongan tembaga untuk mempercepat partikel. Beberapa akselerator melingkar juga dilengkapi dengan linac yang pendek untuk mempercepat partikel pada permulaan sebelum memasuki cincin. Contoh akselerator melingkar adalam fermilab yang membentang seluas 10 mil persegi (25,6 km persegi)
Namun kemudian ilmuwan menciptakan sebuah divais yang dapat mempercepat partikel hingga mencapai kecepatan yang sangat tinggi--energi kinetik yang tinggi-- untuk kemudian menumbukkannya ke atom target. Hasil dari tumbukan tersebut kemudian dideteksi dan dianalisa. Informasinya memberitahu kita partikel-partikel yang menyusun atom dan gaya-gaya yang mengikatnya.
Kita dapat menemukan akselerator partikel di dalam TV CRT, di dalam sana CRT menangkap partikel (elektron) dari katoda, kemudian mempercepatnya dan kemudian dirubah arahnya oleh elektromagnet di dalam ruang hampa (vacuum) untuk kemudian menghantamkannya ke molekul-molekul fosfor pada layar. hasil tumbukan ini berupa titik-titik cahaya atau pixel di TV anda.
Sebuah partikel akselerator bekerja dengan cara yang sama dengan CRT, kecuali ukurannya yang jauh lebih besar, partikel dipercepat dengan kecepatan yang juga lebih besar (mendekati kecepatan cahaya) dan hasil tumbukannya berupa partikel yang lebih subatomik dan bermacam-macam jenis dari radiasi nuklir. pertikel dipercepat oleh gelombang elektromagnetik di dalam divais, dapat diibaratkan seperti peselancar yang terdorong sepanjang gelombang laut. Semakin berenergi partikel, semakin baik kita dapat melihat struktur materi. Sama halnya seperti ketika bola billiard yang didorong dengan stik. ketika bola billiard (partikel berenergi) dinaikkan kecepatannya, bola akan menerima energi lebih sehingga dapat lebih baik dalam menciptakan hamburan bola-bola di meja billiard (membebaskan lebih banyak partikel).
Akselerator partikel terbagi menjadi dua buah tipe dasar:
1. Linier (Linacs)- partikel melaju dalam track yang panjang dan lurus kemudian bertumbukan dengan target.
2. Melingkar (Cyclotron) - partikel melaju sepanjang jalur melingkar sampai mereka bertumbukan dengan target.
Linear accelerator (linac)
Pada akselerator linier, pertikel melaju dalam ruang terowongan tembaga hampa udara. elektron-elektron mengendarai gelombang yang diciptakan oleh pambangkit gelombang yang disebut klystron. Elektromagnet menjaga agar partikel tetap berada pada sorotan yang sempit( tidak menyebar). Ketika sorotan partikel menumbuk target di akhir terowongan, bermacam-macam detektor mencatat kejadian-kejadian yang terjadi--partikel subatomik dan radiasi yang dilepaskan. Akselerator jenis ini ukurannya sangat besar dan diletakkan di bawah tanah. Contoh dari akselerator jenis ini adalah Linacs di Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) di california, yang panjangnya 1,8 mil (3 km).
Stanford Linear Accelerator Laboratory (SLAC) tampak dari udara, laboratorium ini terletak di bawah tanah dalam gambar ditandai dengan garis putih
Cyclotron
Cyclotron merupakan akselerator partikel yang sering digunakan untuk memproduksi radioisotope untuk PET (Positron Emission Tomography), suatu alat pencitraan medis yang memanfaatkan postiron (anti elektron) untuk menghasilkan citra bagian dalam tubuh manusia. Akselerator melingkar melakukan kerja yang sama dengan yang dilakukan linacs (Linear Accelerator). Namun, alih-alih menggunakan track yang lurus, akselerator melingkar mendorong partikel-partikel sepanjang track yang melingkar berkali-kali. Pada tiap jalur, medan magnetik diperkuat sehingga partikel beam akan dipercepat secara berurutan. Ketika partikel telah mencapai energi tertinggi atau yang diinginkan, sebuah target diletakkan pada garis edar dari sorotan partikel (particle beam) atau di dekat detektor-detektor. Akselerator jenis ini merupakan jenis akselerator pertama yang ditemukan pada tahun 1929 dan memiliki ukuran diameter 4 inci atau 10 cm. Cyclotron lawrence yang merupakan akslerator partikel pertama menggunakan dua buah magnet berbentuk D yang dipisahkan oleh ruang yang sempit. Tegangan AC berfrekuensi tinggi menciptakan sebuah medan listrik melintasi ruang sempit diantara dua elektroda berbentuk huruf D (biasa disebut Dee), energy akan terus ditambahkan tiap kali partikel melewati gap antar dee sehingga partikel akan dipercepat dan massanya akan bertambah sebagai akibat dari kecepatan partikel yang mendekati kecepatan cahaya. Dengan semakin cepatnya partikel melaju, jari-jari garis edarnya akan semakin melebar sampai mereka menumbuk target yang terletak di bagian terluar lingkaran. Cyclotron jenis ini terbukti efektif tetapi tidak akan dapat mencapai tingkat energi yang dicapai cyclotron moderen.
Akselerator melingkar yang modern menempatkan klytrons dan elektromagnet di sekeliling terowongan tembaga untuk mempercepat partikel. Beberapa akselerator melingkar juga dilengkapi dengan linac yang pendek untuk mempercepat partikel pada permulaan sebelum memasuki cincin. Contoh akselerator melingkar adalam fermilab yang membentang seluas 10 mil persegi (25,6 km persegi)
2 komentar:
postingan yg sangat bermanfaat.. terimakasih banyak.
tapi akan lebih keren ketika dilampirkan sumbernya, saya tahu ini adalah terjemahan dari postingan beliau Craig Freudenrich, Ph.D.
terima kasih
Posting Komentar