Cnp
Mohon halal ilmu ya ayah ku
doakan teman sama hebat mcm ayahku dalam kimi-A!
امين
TANPA BOSON, ALAM AKAN MENJADI BOSAN:
Orang tua-tua kita dulu mempercayai bahawa jasad kita serta kandungan alam ini dibentuk dari 4 unsur asas iaitu TANAH, AIR, API dan ANGIN.
Sebab itulah dalam ilmu perubatan tradisional serta tilikan barang hilang masyarakat kuno dulu menggunakan semua keempat-empat unsur tersebut. Misalnya dari bilangan sirih dan pinang yang dibawa pesakit atau wakilnya, tarikh serta jam kunjungan ke rumah Pawang dibuat, cara kedudukan tetamu yg hadir etc - si pawang boleh mengesan jenis penyakit atau nasib terhadap barangan milikan yang hilang tersebut.
Misalnya, dalam perubatan tradisional – jika kiraanya jatuh kpd unsur Tanah – makanya diusik oleh Jin Tanah, jika air maka diganggu oleh Hantu Air, Api bermaksud gangguan dari Hantu Raya atau pelesit..manakala Angin hasil dari kemarahan orang bunian atau buatan sihir sesame manusia…masa tu COVID belum wujud lagi…hu hu.
Dalam penilikan barang yg hilang pulok – Unsur Tanah bermakna barang masih kekal di tempat asal dan akan ditemui semula jika time-frame kuantum telah bertemu atau bersilang..he he, Air bermaksud barang tersebut telah berubah sedikit dari kedudukan asal, Api bermaksud dah lesap atau jika ditemui pun dah tak comey mcm asal, dan angin pula bermakna dah lesap juga..tanpa sebarang trace..hu hu.
Kemudiannya apabila Sains mula mengambil tempat dalam tamadun kita, manusia telah mula menemui ATOM – yg difikirkan sebagai partikel asas (elementary particle) atau partikel terkecil yg membentuk jasad kita serta semua jirim yg kita perhatikan di sekeliling kita. Maka terbentuklah Jadual Berkala.
Penemuan seterusnya lebih menarik apabila atom bukan lagi partikel terkecil tetapi terdiri dari gabungan nucleus dan electron. Kemudiannya Saintis menemui pula bahawa Nukleus atom sendiri adalah terbentuk dari gabungan beberapa proton dan neutron yg dipanggil nucleon.
Untuk makluman, hanya atom hydrogen sahaja yg nukleusnya terdiri dari satu PROTON sahaja tanpa NEUTRON. Unsur yang lain semua nukleusnya mempunyai lebih dari satu proton dan neutron. Atom yg terdekat selepas Hidrogen adalah Helium – mempunyai 2 proton dan 2 neutron.
Sains sentiasa berkembang dan semakin hari semakin banyak rahsia alam dibongkar. Dan akhirnya kita temui pula bahawa proton dan neutron juga bukan lagi merupakan partikel asas tetapi keduanya juga merupakan komposit dari bahan lain yg kita panggil QUARK.
Misalnya proton dan neutron dibentuk oleh hasil gabungan 3 quark: Proton = uud, manakala neutron pula hasil gabungan udd. [u adalah up quark dan d adalah down quark].
Jadi, ini seolah-olah seperti atom terbentuk hasil gabungan 2 jenis partikel asas sahaja iaitu electron dan quark. Begitu mudah kejadian alam ini kan! Emm..tak semudah itu..adeih!
Sebenarnya ayahku bukan saja-saja nak menulis tentang partikel asas ini tetapi adalah untuk menjawab soalan dari Cikgu Shehdi محمد شيحدي راݢيون yg bertanyakan kenapa proton di dalam nucleus atom tidak menolak di antara satu sama lain sedangkan mereka mempunyai cas yang sama iaitu positif.
Jadi untuk menjawab soalan tersebut, kita perlu memahami konsep asas dalam Particle Physics – iaitu Partikel Asas/Elementary Particles dan Model Standard/ “The Standard Model” dalam Particle Physics.
Dalam penulisan ini ayahku akan cuba permudahkan supaya dapat difahami oleh pelajar sekolah serta orang awam - sbb katanya Kuantum dah dimasukkan dalam silibus SPM kita..hik hik. Tak perlu masuk kelas ayahku pong boleh faham nih. InsyaAllah.
Bagi bekas pelajar ayahku yg pernah mengambil Kursus Kimia Kuantum dan Spektroskopi Molekul di UMT dulu, mereka pasti tahu betapa peritnya untuk mula-mula menguasai dunia Kuantum ini. Tetapi itu adalah Kuantum pd peringkat tinggi..peringkat Ijazah BSc, Master dan PhD. Tetapi, syabas semuanya telah lulus dengan cemerlang! Tahniah! Anda semua mmg hebat!
Jika ada rakan FB yg ingin mendapat sedikit ilmu tambahan tentang bagaimana jasad dan alam semesta dibina boleh la membacanya – harap tidak ada yg pengsan nih. Nanti depa ingat sbb Long Covid pulok. Hu hu.
Selepas membaca tulisan ini, ayahku pasti kita akan insaf dan sedar betapa kerdilnya kita di alam ciptaan Sang Pencipta ini. Wallahu a’lam.
PARTIKEL ASAS
Partikel asas (Elementary Particles) adalah merupakan partikel subatomic yg bukan dibina dari partikel lain..bukan komposit..tiada substruktur.
Jika pada masa dahulu atom dianggap partikel asas..kemudiannya berubah kepada electron, proton dan neutron sebagai partikel asas.
Tetapi pada masa sekarang, partikel asas terbahagi kepada 2 kategori iaitu partikel asas dalam kelompok FERMION (seperti Quark, lepton, antiquark dan antilepton) yg merupakan partikel jirim (matter particles) dan partikel asas dalam kelompok BOSON (disebut sebagai “bow-zone”) seperti Gauge Boson dan Higgs Boson.
Partikel dalam kelompok boson ini dinamakan Partikel Daya (Force Particle) yg merupakan pembawa daya (force carrier) atau Perantara (mediator) bagi interaksi sesama Fermion.
Jika partikel tersebut mengandungi 2 atau lebih partikel asas maka ia dipanggil Partikel Komposit.
Disebabkan atom terdiri dari electron, proton dan neutron, maka atom adalah partikel komposit. Begitu juga proton dan neutron juga merupakan partikel komposit (bukan partikel asas) sebabnya ia terdiri dari gabungan up dan down quark. Quark merupakan partikel asas!
Ayahku percaya, orang Perlis tiada masalah untuk menyebut Quark ini sebab istilah di sana pun ada “KUAQ” iaitu sejenis senduk tetapi lebih leper hampir menyerupai sudit..he he.
FERMION:
Fermion mengikut Fermi-Dirac Statistics ataupun dalam bahasa mudahnya mematuhi Prinsip Eksklusi Pauli (Pauli Exclusion Principle) – iaitu ada quantum states/quantum numbers. Jadi kita tak boleh main longgok sebarangan jer..he he. [Nota: Fermion tu berasal dari Fermi].
Spinnya adalah separuh integer (1/2, 3/2 etc)
Fermion terbahagi kepada 2 kelompok:
1) Quark dan Antiquark
2) Lepton dan AntiLepton.
Bagi kumpulan Quark dan Antiquark – spin=1/2; mempunyai color charge; terlibat dalam “Strong Interactions”. Tiga generasi Quark adalah Up(u) dan Down(d) Quark – Generasi Pertama; Charm (c) dan Strange (s) – Generasi Kedua; serta Top(t) dan Bottom(b) – Generasi Ketiga.
SOALAN: Apa dia up quark dan down quark itu ayahku?
UP QUARK – merupakan quark yg paling ringan; antara major komponen bagi jirim; Mempunyai charge +2/3 e dengan jisim antara 1.8 hingga 3.0 MeV/c^2. Bersama dgn down quark membentuk proton (uud) dan neutron (udd); mempunyai spin ½; berinteraksi dgn keempat-empat daya – Strong, Weak, Electromagnetism dan Gravitation; Antipartikelnya dipanggil Anti-UpQuark – mempunyai magnitude charge yg sama tetapi berlawanan tanda/sign..maknanya jika Upquark mempunyai charge + 2/3e, maka charge bagi Anti-UpQuark adalah -2/3 e.
DOWN QUARK – merupakan quark yg kedua teringan; antara major komponen bagi jirim; Mempunyai charge -1/3 e dengan jisim antara 4.5 hingga 5.3 MeV/c^2. Bersama dgn up quark membentuk proton (uud) dan neutron (udd); mempunyai spin ½; berinteraksi dgn keempat-empat daya – Strong, Weak, Electromagnetism dan Gravitation; Antipartikelnya dipanggil Anti-DownQuark – mempunyai magnitude charge yg sama tetapi berlawanan tanda..maknanya jika Downquark mempunyai charge -1/3e, maka charge bagi Anti-DownQuark adalah +1/3 e.
Cuba kita tengok apa istimewanya model quark ini..emm.
Yang paling mudah adalah bagaimana kita mendapat charge bagi proton = +1, manakala neutron pula mempunyai charge = 0.
Proton dibentuk oleh 3 unit quark iaitu uud (2 unit up quark plus 1 unit down quark); Jika setiap unit up quark mempunyai charge +2/3 e dan satu unit down quark mempunyai charge -1/3 e - makanya jumlah charge = 2/3 + 2/3 -1/3 =+1. Haa betulkan?
Cuba kira untuk neutron pula. Neutron dibentuk oleh 3 unit quark juga tetapi udd (1 unit up quark plus 2 unit down quark); Maka chargenya = 2/3 -1/3 -1/3 = 0. Yez..anda hebat kan!
Jadi selepas ini kita tidak perlu lagi tertanya-tanya kenapa proton bercas +1, manakala neutron tiada bercas (cas=0). Atau kita tidak pernah bertanya!
Bagi kumpulan Lepton dan Antilepton – spin=1/2; Tiada color charge; terlibat dalam Electroweak Interaction. Tiga generasi Lepton adalah Elektron dan Electron Neutrino – Generasi Pertama; Muon dan Muon Neutrino – Generasi Kedua; serta Tau dan Tau Neutrino – Generasi Ketiga.
Ayahku pun tak tau kenapa Sang Pencipta membuat 3 generasi tersebut. .kenapa bukan 2 shj atau 4 atau 5 atau bilangan lain. Yg kita tahu adalah Generasi Kedua akan punyai partikel yg jisimnya lebih tinggi dari Generasi Pertama. Manakala Generasi Ketiga pula akan punyai jisim yg lebih tinggi dari Generasi Kedua. Wallahu a’lam.
Mungkin ada yg masih confuse lagi..contoh yg paling mudah kita ambil siri Elektron. Generasi Pertama kita panggil Elektron – yg kita kenal sangat tuh; Generasi Kedua partikel yg sama mcm electron tetapi dgn jisim lebih tinggi kita panggil MUON; Generasi Ketiga partikel yg sama mcm electron dan Muon tetapi dgn jisim yg lebih tinggi lagi kita panggil TAU. Haa..tau dak?
Jisim Muon adalah 200 kali lebih tinggi dari electron, manakala jisim bagi Tau pula adalah 3,500 kali lebih tinggi.
Begitu jugalah dgn up quark (u) utk generasi pertama; Charm (c) utk generasi Kedua, dan Top(t) utk generasi ketiga.
Kes yg sama juga utk down quark (d) utk generasi pertama; Strange (s) utk generasi kedua, dan Bottom (b) utk generasi ketiga.
Sama juga dengan Neutrino: Electron Neutrino (Gen 1); Muon Neutrino (Gen 2) dan Tau Neutrino (Gen 3). Fuuhhh..ok..clear dah semua kot..hu hu.
Semua partikel bercas dari set Generasi Kedua dan Ketiga semuanya tidak stabil– dan hanya wujud sekejap sahaja di dalam collider/particle accelerator – tak sempat kita lihat pun. Yg kita boleh cerap adalah 4 jenis partikel dari Generasi Pertama iaitu Elektron, Up Quark, Down Quark dan Neutrino.
Neutrino (partikel seperti electron tetapi tanpa charge) dari semua generasi tidak mereput (tidak decay) – jadi dia wujud memenuhi alam semesta. Neutrino ini tersangat ringan dan hampir-hampir tiada jisim. Neutrino juga sgt kurang berinteraksi dgn jirim – dan menyebabkan sukar dikesan. Neutrino hanya berinteraksi dgn Weak Force dan Gravity shj.
Neutrino ini pun agak misteri la my dear..sumbernya mungkin dari matahari atau bintang-bintang lain atau memang berasal dari Big Bang lagi..dah berbillion tahun. Wallahu a’lam.
Dalam masa anda membaca paragraph ini, sudah berbillion neutrino melalui badan anda – dan anda tak sedar pong..kita relax jer..hu hu.
Haa..dah selesai bab FERMION – harap semua dah jelas tuh. InsyaAllah.
Skrg kita masuk Bab Boson la pulok..
BOSON
Spinnya adalah integer (0, 1, 2 etc)
Boson (disebut sebagai “bow-zone”) adalah mengikut Bose-Einstein Statistics atau dalam ayat mudahnya, ia tidak mengikut Prinsip Eksklusi Pauli..ha ha..boleh longgok jer bertimbun kat mana-mana..tak perlu ada “quantum states”/”quantum numbers” senang gitew kan..[nota: Boson tu dari Bose].
Jika kita hanya ada partikel jirim Fermion sahaja, sudah pasti ia berkeliaran..orang Perlis kata “bercempera” sana sini tanpa hala tuju..seperti roh tanpa jasad sahaja…tiada interaksi dan langsung tak berbuat apa-apa..tentu sangat memBOSANkan jika hidup jadi begitu..kan..kan?..emm..maka dalam alam ini perlu ada DAYA (force) yg mengatur atau menyusun atur partikel fermion di dalamnya.
Terdapat 3 daya asas dalam Standard Model iaitu Daya Elektromagnet/Electromagnetic Force, Daya Kuat/Strong Force dan Daya Lemah/Weak Force. Daya Graviti belum lagi dimasukkan sebab Graviton masih belum ditemui.
Bagi setiap dari daya tersebut akan wujud partikel asas yg berkaitan dengannya dan dipanggil Boson. Boson merupakan partikel pembawa daya (force carrier) atau sebagai perantara bagi daya (force mediator).
SOALAN: Apakah jenis-jenis boson?
Semuanya terdapat 5 jenis Boson Asas (Elementary Boson) dan 1 Boson Komposit:
1- Scalar Boson – 1 shj ie Higgs Boson; merupakan Boson Asas; Memberikan jisim melalui Mekanisma Higgs.
2- Gauge/Vector Bosons – ada 4 semuanya; Boson Asas. Berfungsi sebagai Pembawa Daya atau Perantara Daya. Keempat-empat boson tersebut adalah: Photon – pembawa daya bagi Medan Elektromagnet, Gluon – Pembawa Daya bagi Daya Kuat, Boson Neutral Z (Lemah) dan Boson Bercas W(Lemah) – adalah Pembawa Daya Lemah .
3- Boson Komposit – semua jenis MESONs (Terdiri dari bilangan quark dan antiquark yg sama – selalunya 1 quark & 1 antiquark), serta semua nukleus yg stabil dan mempunyai nombor jisim genap seperti Deuterium, Helium-4/Alpha Particle, Carbon-12 dan Lead-208.
Emm..susah nak faham kan…hu hu.
Bayangkan seolah-olah fermion bertukar-tukar boson di antaranya..emm..lebih mudah cuba bayangkan kita bertukar-tukar juadah berbuka puasa…haa sedap sikek dengar.
Contoh: Kita pergi ketuk pintu rumah jiran sambil membawa 100 bungkus pulut kuning gulai ayam pekat – siap bertih lagi..adeih..terliur la pulok!
Jiran tu pun pun mcm tau-tau jer kita nak bawa 100 bungkus makanan, maka dia pun sediakan 100 bungkus juga Kuih Lompat Tikam..ha ha. Apabila kita hulur je sebungkus kat dia, dia pun hulurkan balik sebungkus juga utk kita. Kejadian bertukar bungkusan makanan tu terus berlaku dengan pantas – kita bagi dia, dia bagi balik kat kita dalam masa 1 saat..he he..Cuba imagine..emmm..maka jika berlaku dgn pantas seolah-olah wujud penyambung antara tangan kita dengan tangan dia.
Maka perkara yg sama jugalah berlaku kepada fermion apabila dia bertukar-tukar boson dgn fermion lain. Jika berlaku dgn cepat maka ia akan memberi kesan kepada gerakannya dan mewujudkan Daya…hik hik. Harap faham nih. Nak masak pulut kuning pulok nih. Jom!
Mari kita mulakan dengan daya yg kita biasa dengar dulu, iaitu Daya Elektromagnet/Electromagnetic Force.
DAYA ELEKTROMAGNET/ELECTROMAGNETIC FORCE
Secara ringkasnya, keelektromagnetan adalah bertanggungjawab terhadap sifat kimia bahan. Ia akan bertindak ke atas apa sahaja yg bercas.
Ini bermakna ia akan bertindak ke atas partikel seperti electron serta yg hampir serupa dengannya (muon dan tau) serta quark – tetapi tidak dengan neutrino. Sbb neutrino adalah neutral – tidak bercas.
Elektron yg berada dalam ruang akan menghasilkan medan elektrik yg akan tersebar keluar secara radial – Samada akan menarik atau menolak partikel-partikel bercas lain yg ada di sekitarnya.
Tetapi jika kita perhatikan medan elektriknya secara lebih dekat, kita akan temui sekumpulan partikel yg kita panggil PHOTON. Photon adalah sejenis boson dan ia adalah pembawa Daya Elektromagnet tersebut.
DAYA NUKLEAR KUAT/STRONG NUCLEAR FORCE
Ini adalah daya terkuat di alam semesta.
Strong force/Strong Nuclear Force bertindak pada jarak dekat (subatomic) iaitu dalam julat femtometer (10^-15 m) iaitu sedikit lebih besar dari saiz nucleon sahaja. Daya kuat ini sekitar 137 kali lebih kuat dari keelektromagnetan, dan 10^16 kali lebih kuat dari Daya Lemah serta 10^38 kali lebih kuat dari daya graviti.
Daya kuat ini hanya bertindak ke atas quark serta juga proton dan neutron yg terbina dari quark.
Daya Kuat ini berupaya mengurung quark dalam partikel hadron seperti proton dan neutron.
Untuk makluman, istilah “hadron” adalah diberikan kpd partikel subatom terbentuk dari gabungan dua atau lebih quark. Hadron pula terbahagi kpd dua kelas iaitu Baryon (terdiri dari gabungan bilangan ganjil quark, selalunya 3 quark seperti Proton dan Neutron) dan Meson (terdiri dari gabungan genap quark, biasanya dua quark, contohnya PION/Pi-Meson yg terdiri dari 1 quark dan 1 antiquark). (PION disebut sebagai “Pye-Yon”)
Daya kuat ini jugalah yg memegang proton dan neutron bersama untuk membentuk nucleon (atomic nuclear).
Jadinya, sebahagian besar dari jisim proton dan neutron sebenarnya terhasil dari tenaga medan Daya Kuat ini. Quark hanya menyumbang sebanyak 1% shj kepada jisim keseluruhan proton.
Untuk makluman, Daya Kuat ini juga yg bertanggungjawab bagi pembelahan nukleus (nuclear fission) - Bom Atom serta pelakuran nukleas (nuclear fusion) – Bom Hidrogen.
Interaksi yg kuat (Strong Force) dicerap pada dua julat jarak berbeza dan dibawa oleh dua Pembawa Daya (boson) yang berbeza iaitu Meson dan Gluon.
Pada skala yg besar iaitu antara 1 hingga 3 femtometer, terdapat Daya Kuat yg mengikat proton dan neutron bersama untuk membentuk nukleas atom. Pembawa daya atau perantara daya tersebut adalah MESON. Daya kuat ini dinamakan Strong Nuclear Force (Daya Nuklear Kuat).
Jika pada skala yg kecil pula iaitu kurang dari 0.8fm atau pun pada radius nucleon, Daya Kuat yg memegang quark bersama utk membentuk proton dan neutron serta lain-lain hadron pula dibawa oleh GLUON. Daya Kuat yg memegang quark ini juga dinamakan Color Force (Daya Warna).
Ini bermakna Daya Kuat ini (Strong Force), digunakan utk mengikat quark bersama membentuk proton dan neutron, dan daya selebihnya (baki) digunakan utk mengikat proton dan neutron utk membentuk nucleus. Jadi sebab itulah kadang-kadang daya yg digunakan utk mengikat proton dan neutron membentuk nucleus ini juga dinamakan Residual Strong Force (Daya Kuat Baki).
Satu perkara yg menarik adalah jika electron boleh menghasilkan medan electromagnet yg ada photon di dalamnya, maka quark pula menghasilkan Medan Gluon. Quark menghasilkan Flux-tube yg halus seperti objek bebenang dan hanya berhenti apabila ia menemui quark lain yg berbeza jenis. Inilah yg membuatkan Daya Kuat menjadi kuat. Bebenang flux-tube ini juga yg menyebabkan lebih tenaga diperlukan utk memisahkan sekumpulan quark tersebut.
Sebab itulah kita tidak pernah menemui quark bersendirian. Fenomena tersebut dipanggil “kurungan” (confinement). Wallahu a’lam.
DAYA NUKLEAR LEMAH/ WEAK NUCLEAR FORCE
Daya yg ketiga dan terakhir ini agak rumit iaitu Daya Lemah (Weak Force). Daya ini juga adalah seperti Daya Kuat iaitu hanya bertindak dalam jarak sub-atomic sahaja.
Jika Daya Kuat mengikat partikel bersama seperti mengikat quark utk membentuk proton dan neutron bagi membina nucleus atom, Daya Lemah pula terlibat dalam proses pereputan (decay).
Daya Lemah juga boleh melakukan sesuatu yg pelik seperti menukarkan identity quark. Misalnya down quark boleh bertukar kepada up quark dengan pembebasan electron dan neutrino semasa proses. Ini bermakna neutron pun boleh bertukar kepada proton. Proses ini dipanggil Pereputan Beta Radioaktif.
Proses yg sebaliknya juga boleh berlaku iaitu pertukaran proton kepada neutron. Hebatkan!
Proses Pelakuran (Fusion) Hydrogen membentuk Helium di dalam bintang seperti Matahari juga melibatkan Daya Lemah kerana terdapat sebahagian proton perlu bertukar kepada neutron – melalui rantaian proton-proton.
Daya Lemah tidak terlibat dalam proses pembelahan (fission) Uranium atau Plutonium atau dalam pereputan non-fission, yg melibatkan pembebasan partikel alfa. Tetapi hanya terlibat dalam pereputan yg membebaskan partikel beta.
Daya Lemah jugalah penyebab kenapa quark yg lebih berat (misalnya strange) terurai kepada quark yg lebih ringan. Begitu juga muon terurai kepada electron.
Daya Lemah adalah satu-satunya daya yg bertindak terhadap semua partikel. Ini bermakna hanya Daya Lemah shj yg bertindak ke atas neutrino.
Jika bagi daya electromagnet, partikel pembawa daya (boson) adalah photon; Daya Kuat pembawanya (boson) adalah Gluon; maka bagi Daya Lemah pula, pembawa daya adalah boson W dan Z.
Partikel asas terakhir yg ayahku ingin tulis adalah sejenis boson istimewa yg menggembeling semua partikel untuk membentuk alam semesta ini – Namanya diberikan sebagai “Higgs Boson”.
HIGGS BOSON
Sebelum ini ayahku dah sebutkan semua 4 boson atau pembawa daya yg lain seperti photon, gluon, W dan Z – maka boson terakhir ini dia bukan calang-calang boson..ha ha.
Adakah kita sedar atau tidak, sebenarnya semua partikel asas yg wujud di alam ini tidak mempunyai jisim pun…aduih. Jika tiada jisim, maka tiada berat kan! Aduih..fening-fening!
Akhirnya kita menyoal pulok..dari mana datangnya JISIM..dan apa dia jisim itu sebenarnya? Ini memang kes berat kan..hik hik.
Ayahku tak nak tulis panjang-panjang tentang falsafah ini, nanti ada orang marah kat ayahku..kata memandai pulok. Jadi ayahku ringkaskan jer lah.
Sebenarnya Higgs Boson ini pernah dipanggil “God Particle” atau “Partikel Tuhan”. Pada asalnya, saintis menganggap bahawa Jisim hanya diperolehi hasil interaksi partikel tersebut dgn Medan Higgs sahaja. Kemudiannya, baru saintis sedar bahawa walaupun Medan Higgs yg memberikan jisim kepada quark yg membentuk proton dan neutron, tetapi itu hanyalah 10% dari jumlah jisim keseluruhan sahaja.
Jisim selebihnya iaitu 90% lagi adalah hasil interaksi kompleks di antara quark dengan Daya Kuat/ Strong Force yg kita belajar tadilah.
Bagi yg masih kabur lagi..beginilah. Jisim hanya wujud bila partikel tersebut berada dalam daya tertentu..bila kita menyekat pergerakannya..baru jisim wujud.
Emm..nak senang lagi ayahku bagi satu contoh..cuba bayangkan suatu malam ada orang nakal pasang pukat burung (yg seperti pukat ikan tu) digantung di depan pintu rumah kita..kita keluar pagi gelap-gelap dan redah pukat tersebut..maka kita tak boleh bergerak ke depan atau ke belakang..terlekat di situ tergayut-gayut..saperti ada daya yg memegang kita..maka itulah dia jisim..senang kan!
Kesukaran utk bergerak tadi bukan sebab isi badan kita bertambah semalaman sebab banyak makan moreh, tetapi hanya disebabkan terdapat daya yg menyekat pergerakan kita. Pukat tadi bertindak sebagai medan sesuatu daya yg menghalang pergerakan kita.
Satu contoh lagi, misalnya kita terjatuh dalam suatu perigi yg berselut hingga ke takat leher. Lagi pekat selut tersebut (lagi tinggi ketumpatannya), lagi sukar utk kita bergerak. Itulah analogi bagi jisim. Jisim wujud hasil interaksi sesuatu jasad dgn medan daya. Sebenarnya partikel tiada jisim pong..ha ha! Pelik kan! Tetapi benar!
Perkara yg sama berlaku kepada partikel asas juga..depa semua tiada jisim pada asalnya. Bila depa terperangkap dalam daya tertentu, barulah “jisim” itu wujud. Ok. Bereh! Selesai suda! Harap semua jelas! InsyaAllah. Jika ada yg tak faham, kita boleh pakat tanya sahabat ayahku Prof Sam. Ini bidang kepakaran dia ni..sains nuclear!
Jadi berbalik kita kepada soalan Cikgu Shehdi tadi, kenapa proton tidak menolak di antara satu sama lain di dalam nukleus – walaupun ia sama-sama bercas positif..cas yg sama menolak kan!
Semuanya telah ayahku jawab semasa penulisan tadi.
Jawapan ringkasnya ayahku boleh tuliskan begini:
Proton dan neutron bukanlah partikel asas tetapi ia merupakan partikel komposit..dibentuk oleh partikel asas yg dinamakan QUARK. Tiga unit Quark diikat bersama oleh Daya Kuat (Strong Force) untuk membentuk proton (uud) dan neutron (udd). Pembawa Daya (Boson) yg memainkan peranan utama dlm mengikat quark ini adalah GLUON. Tetapi masih terdapat Daya Kuat yg berlebihan atau kita panggil baki (Residual Strong Force) dan ianya digunakan untuk mengikat proton-proton, proton-neutron, neutron-neutron membentuk nucleon. Dalam kes ini, pembawa dayanya adalah sejenis MESON (saperti Pi-Meson atau PION).
Walau pun meson terbentuk dari quark (contoh PION = satu unit quark + satu unit antiquark) tetapi ianya dikelaskan sebagai BOSON juga sebab jumlah spinnya menjadi nombor interger hasil gabungan spin dua unit quark ( ½ + ½ = 1 jika parallel atau ½ - ½ = 0 jika anti-parallel) – tiada lagi half integer atau h-bar/2!
Ayahku rasa cukup dulu untuk kali ini – nanti ramai rakan FB ayahku yg pengsan pulok.
Sekian dan terima kasih.
Selamat Berpuasa dan Selamat Hari Raya semua.
Pohon sahabat ayahku Prof Sam Muhamad Samudi Yasir dapat menambah di mana kekurangan. Terima kasih.
#ayahkumenulis
