Mankind: LARGE HADRON COLLIDER

YA, INI DIA MEGA PROYEK YANG LUAR BIASA

Penumbuk Hadron Raksasa (LARGE HADRON COLLIDER) adalah kompleks pemercepat partikel berenergi tinggi yang terbesar di dunia. Berfungsi untuk menabrakkan dua buah pancaran partikel proton dengan energi kinetis yang sangat besar. LHC dibuat oleh Badan Riset Nuklir Eropa (CERN). Proyek ini dimulai sejak tahun 1995, dan merupakan project terbesar yang pernah dilakukan oleh Manusia, dengan menggunakan peralatan paling rumit di dunia, serta memakan biaya lebih dari USD 10 Miliar dengan waktu penyelesaian lebih dari 14 tahun. Terletak 91 meter dibawah perbatasan Franco-Swiss dekat Geneva, Switzerland, mesin yg berbentuk terowongan sepanjang 27 kilometer ini dibangun oleh 10000 ilmuwan dan insinyur, dari lebih 100 negara, serta didukung oleh ratusan universitas dan laboratorium.

Partikel proton pertama berhasil ditembakkan dan dikendalikan di cincin akselerator Large Hadron Collider di perbatasan Perancis-Swiss dekat Jenewa, Swiss.

LHC adalah pemercepat partikel dengan energi yang terbesar dan tertinggi di dunia. Penumbuk ini diletakkan dalam lorong bawah tanah berbentuk lingkaran, dengan keliling 27 kilometer, dengan kedalaman berkisar antara 50 sampai 175 meter di bawah tanah (wikipedia)

The Large Hadron Collider (LHC) adalah cincin “Akselerator Partikel” dan “Atom-Smasher” dengan ukuran sangat besar. LHC memiliki keliling 27 km pada kedalaman 175 meter di bawah tanah. Cincin itu terdiri dari 9300 kumparan magnet

superkonduktif yg dirangkai seperti sosis dan didinginkan dengan sekitar 96 ton helium cair.

LHC adalah proyek pembangunan sebuah mesin super raksasa, super rumit, dan tentu super mahal. Proyek ini membutuhkan waktu 40 tahun dan mulai dibangun pada tahun 1971. LHC selesai terpasang pada akhir 2008 dan Warming Up generatornya akan dilakukan pada pertengahan 2009. Reaktor LHC akan beroperasi penuh paling lambat tahun 2012 sesuai dengan rencana semula. (lihat web site CERN www.public.web.cern.ch/public)

Mesin ini juga disebut sebagai kulkas super raksasa dan oven super raksasa, karena dalam pengoperasiannya nanti akan didinginkan sampai – 271 derajat Celcius menggunakan helium cair dan setelah tabrakan partikel nantinya akan menghasilkan panas sampai 100.000 derajat celcius.

Lokasi proyek LHC berada di perbatasan Perancis dan Swiss. LHC dibuat oleh para ilmuwan jenius di CERN yang dirancang untuk memecahkan partikel yang diharapkan dapat menjawab beberapa pertanyaan dalam fisika kuantum.

LHC merupakan ‘proyek mercusuar’ iptek modern di era global dengan melibatkan seperlima negara di dunia dan jumlah kolaborasi ribuan personil dari beragam bidang. Proyek ini menghabiskan ‘pengeluaran langsung’ sebesar $ 60 milyar ! Ini belum termasuk pengeluaran tidak langsung seperti biaya komputasi dan sebagainya yang dilaksanakan di luar LHC tetapi dilakukan secara berkelanjutan selama eksperimen berjalan. Sebagian besar biaya tersebut ditanggung oleh negara-negara Uni Eropa dan 6 negara lain seperti Amerika, Rusia, Jepang, Cina, Taiwan dan Kanada. Ditambah beberapa negara partisipan kecil : Israel, Iran, Korea dan lain-lain.

LHC terdiri dari dua pipa cahaya yg berdekatan dimana masing-masing pipa berisi sekelompok proton yg “berlari” mengilingi cincin utama secara berlawanan arah. Setiap kelompok proton tersebut didorong” oleh mesin LHC sehingga bisa mengandung energi sebesar 7 Trilyun Volt (7 TeV) atau setara kereta super cepat yang bergerak dengan kecepatan penuh. Kecepatan proton tadi hampir menyamai kecepatan cahaya. Idenya adalah untuk mengfokuskan energi besar ini ke dalam ruang sekecil mungkin.

Pada 4 titik tertentu 2 pipa tersebut akan bersilangan satu sama lain sehingga 2 kelompok proton tadi akan saling bertabrakan dg total energi sebesar 14 TeV dan menghasilkan 600 juta partikel per detik. Pada titik-titik tabrakan tersebut dipasang detektor-detektor raksasa yg akan mencatat semua serpihan partikel super kecil yg dihasilkan pada setiap tabrakan. Ukuran konstruksi salah satu dari detektor tersebut dapat digunakan untuk membangun satu Menara Eiffel.

Dua proton yang ditembakkan meniru kondisi “Big Bang” dari “plasma kosmik”. Plasma kosmik adalah keadaan hampir cair yg masih merupakan misteri, yang terbentuk sebelum partikel-partikel itu dingin agar terbentuk atom bersama-sama. LHC akan memaksa partikel-partikel ini lepas dari ikatannya, menjadi substansi dari zat yang terurai – untuk menciptakan “plasma kosmik” yang asli, dan merekonstruksi kondisi Big Bang.

Skala LHC disumbangkan oleh terowongan berdiameter 3,8 m dengan total panjang 27 km berbentuk lingkaran 50–175 m di bawah tanah seperti gambar diatas. Di dalam terowongan tersebut dipasang pipa hampa udara dengan magnet berdaya super di sekelilingnya. Supermagnet sebanyak 1232 buah ini berfungsi untuk membelokkan proton (salah satu jenis hadron) yang ditembakkan dari dua arah yang berlawanan, dan bertumbukkan di satu titik untuk menghasilkan ‘pecahan-pecahan’ partikel yang lebih elementer. Tanpa medan magnet super, proton yang bermuatan tidak akan bisa dibelokkan agar tetap berada di lintasan yang berbentuk lingkaran tersebut. Pipa hampa udara diperlukan untuk menghilangkan kemungkinan interaksi proton dengan molekul gas yang akan ‘mengotori’ hasil pengamatan atas tumbukan kedua proton di detektor. Untuk menghasilkan medan magnet super ini digunakan superkonduktor guna mencapai efisiensi daya listrik. Teknologi supermagnet dan superkonduktor ini merupakan akumulasi teknologi tinggi yang telah diperoleh dari eksperimen berbasis akselerator yang sudah dilakukan di berbagai belahan dunia, dan malah telah diaplikasikan sebagai teknologi maju di kereta api magnet dan sebagainya.

Hasil tumbukan proton-proton dari kedua arah tersebut akan ditangkap oleh detektor-detektor super beresolusi tinggi di 4 grup eksperimen, CMS, ATLAS, ALICE dan LHCb. Empat grup eksperimen ini memiliki tujuan untuk melihat aspek yang berbeda dari hasil tumbukan.

Untuk menjalankan fasilitas semacam LHC diperlukan konsumsi energi yang luar biasa. Setidaknya untuk menjalankan cryogenics yang berfungsi sebagai pendingin supermagnet diperlukan listrik sebesar 27,5 MW ! Sedangkan untuk detektor di empat grup eksperimen diperlukan total 22 MW. Daya listrik sebesar ini harus tersedia tanpa jeda selama eksperimen berlangsung. Gangguan di tengah periode eksperimen berakibat pengulangan dari awal. Tidaklah mengherankan bila CERN memiliki pusat pembangkit tersendiri sebanyak dua buah, dimana salah satunya sebagai cadangan.

Skala LHC juga ditunjukkan oleh sistem komputasi yang dipakai. Kebutuhan komputasi dengan kecepatan dan kapasitas raksasa di LHC merupakan pemicu utama pengembangan teknologi komputasi paralel berbasis GRID. GRID merupakan komputasi paralel yang disusun dari komputer-komputer paralel di berbagai belahan dunia yang terhubung melalui koneksi pita super lebar. Salah satu tulang punggung utama adalah koneksi langsung dengan kapasitas 10 Gbps antara komputer paralel di CERN dan SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) di Amerika. Komputasi berkinerja tinggi diperlukan untuk mengolah data hasil tumbukan yang berjumlah sangat besar secara waktu nyata. Tanpa ini akan diperlukan kapasitas penyimpanan yang sangat besar yang tidak akan bisa dipenuhi oleh teknologi penyimpanan data saat ini ! Ini sangat berbeda dengan kebanyakan akselerator yang telah ada, dimana data mentah selalu disimpan terlebih dahulu untuk kemudian diolah dan dipilah setelahnya.

Mengapa LHC begitu penting dan berskala raksasa ? LHC ditargetkan untuk menguak misteri alam semesta melalui penemuan partikel elementer terakhir prediksi teori partikel yang sejauh ini belum ditemukan keberadaannya. Partikel ini disebut sebagai Higgs, sesuai nama fisikawan partikel teori yang memodelkannya di era 70-an. Partikel ini memegang peranan sebagai media perusak simetri untuk menghasilkan massa 16 partikel elementer yang lain yang telah dibuktikan keberadaannya. Kepastian atas keberadaan partikel Higgs ini akan menutup skenario teori partikel standar modern. Dilain pihak, kepastian akan ketiadaan Higgs akan memicu era baru di komunitas teori fisika partikel, seperti terjadi di dekade 70-an saat teori partikel standar baru dibangun. Karenanya, dalam konteks ini, konfirmasi atas ketiadaan Higgs justru ‘diharapkan’ oleh banyak sivitas di komunitas ini. Tanpa eksistensi Higgs, ekstensi teori partikel terpopuler yang disebut

Supersimetri akan kehilangan pijakannya. Target eksperimen ini menjadi bagian dari grup CMS dan ATLAS.

Dengan proyek ini bisa diketahui apa yg terjadi sepersejuta detik setelah big bang terjadi. Para ahli berharap akan bisa melihat partikel paling eksotis yaitu “Partikel Higg Boson” atau populer disebut “Partikel Tuhan”. Dengan beroperasinya hasil mega proyek ini, Para ilmuwan akan dapat meneliti langsung Hal-hal seperti Genesis Particle, Black Hole, Dark Matter, Higgs Bosson, Force Separator, Graviton Pulse, dan lain-lain.

Berlawanan dengan teori partikel, LHC akan memberikan pijakan awal bagi teori astrofisika. Dengan skala energi yang bisa dicapai oleh LHC, untuk pertama kalinya manusia mampu mereproduksi proses terjadinya alam semesta sejak era big-bang seperti telah diprediksi oleh Hawking dkk. Karena LHC mampu melihat plasma dengan suhu dan kepadatan tinggi yang dihasilkan dari tumbukan proton. Plasma ini merupakan keadaan dari alam semesta segera setelah big-bang sebelum kemudian mendingin dan membentuk struktur-struktur baru berbasis materi nuklir seperti kita kenal saat ini. Eksperimen ini menjadi bagian dari grup ALICE.

BEBERAPA GAMBARNYA :