PARTIKEL ELEMENTERPRAPTI JAZAROH13708259028

Partikel Elementer penyusun alam

Struktur Materi dan Interaksi Makroskopik

Struktur Materi dan Interaksi Mikroskopik

Partikel Elementer dari masa ke masa• Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan pendapatnya bahwa partikel yang bersifat

tunggal dan unik disebut atom

• Akhir abad ke-19 tepatnya tahun 1897, J.J.Thomson menemukan elektron yang merupakan komponen dari semua jenis atom.

• Pada tahun 1909 Ernest Rutherford menemukan fakta bahwa muatan positif tidak tersebar merata, melainkan terkonsentrasi pada inti atom, ternyata inti atom pun merupakan partikel komposit dimana didalamnya terdapat proton dan neutron.

• Di tahun 1919 Rutherford membuktikan bahwa inti hidrogen juga ditemukan pada inti atom lain. Hal ini dianggap sebagai penemuan mengenai keberadaan proton.

• Dan tahun 1932 James Chadwick mengemukakan pendapatnya mengenai neutron yang menjelaskan keberadaan isotop dari suatu unsur.

• Akhirnya pada tahun 1964 dua orang fisikawan yaitu Murray Gell-Mann dan George Zweig mengemukakan pendapatnya mengenai quark

• Pada tahun 1968 dalam suatu eksperimen yang di lakukan di SLAC (Stanford Linear Accelerator Center). Quark merupakan partikel elementer penyusun proton dan neutron.

• Hingga sekarang.

“Netron dan Proton masih dapat dibagi lagi”

• Pada abad ke-20, para ilmuan memprediksi ada 18 partikel elementer namun baru ditemukan 16 partikel elementer.

Partikel elementer kolom pertama, kedua dan ketiga (12 partikel) masuk dalam kategori fermion, statistika Fermi-Dirac (dikemukakan oleh Enrico Fermi dan Paul Dirac secara terpisah), memiliki spin kelipatan ½, mematuhi prinsip eksklusi Pauli dan fungsi gelombangnya bersifat antisimetri. Kolom terakhir (4 partikel) masuk kategori boson. “Mereka” adalah partikel elementer yang menjadi mediator (perantara) pada proses terjadinya suatu interaksi dan mematuhi statistika Bose-Einstein (dikemukakan oleh Satyendra Nath Bose dan Albert Einstein secara terpisah), memiliki spin kelipatan bilangan bulat, tidak mematuhi prinsip eksklusi Pauli dan fungsi gelombangnya bersifat simetris.

Model Interaksi

• Interaksi Gravitasi

• Interaksi Elektromagnetik

• Interaksi Kuat

• Interaksi Lemah

Partikel atau Antipartikel?• Tahun 1933 Cark Anderson menemukan antipartikel dari

elektron e yaitu positron e bermuatan positif dengan masa spin yang sama.

• Semua partikel memiliki pasangan antipartikel yang memiliki masa spin sama tetapi muatan berlawanan. Jika keduanya bertemu akan terjadi reaksi anhilasi, musnah dan terbentuk partikel lain.

• Contoh:

044

2

xpp

ee

Hukum-hukum Kekekalan

1. Hukum kekekalan energi2. Hukum kekekalan nomor atom3. Hukum kekekalan nomor masa4. Hukum kekekalan bilangan elektron

Contoh :

_

33633034

6329

242141

23190143

23592

pppppp

nZnCup

HeThU

Energi Peluruhan Partikel

Reaksi peluruhan partikel secara umum adalah

a + X Y + b + Q

Energi reaksi partikel = energi reaktan – energi produk

uMeVxmmmmQ bYxa /931)(

Peluruhan pion

• Pion bermuatan akan meluruh dengan waktu 2,6 x 10^-8 sekon.

Pion meluruh menjadi antimuon dan neutrino

Peluruhan muon

• Pion bermuatan akan meluruh dengan waktu 2,6 x 10^-8 sekon.

Pion meluruh menjadi antimuaon dan neutrino

_

e

TERIMA KASIH

2. Jika diketahui muatan quark u 2/3 e dan quark d dan s -1/3 e, seorang ilmuwan mengajukan hipotesis bahwa netron tersusun dari 2 buah quark d dan 1 buah quark u. Hasil uji hipotesis ilmuwan tersebut adalah....A. netron bermuatan 1B. netron bermuatan ½ C. netron bermuatan 0D. netron bermuatan -1/2

Soal-Soal

Jawab

• Netron = udd

= 2/3 e +(-1/3 e)+(-1/3e)

= 2/3 e – 2/3 e

= 0

Netron adalah partikel elementer yang tidak bermuatan (=0)

3. Jika diketahui muatan quark u 2/3 e dan quark d dan s -1/3 e, formasi quark yang menunjukkan bahwa partikel pion dengan simbol π memiliki muatan +1 adalah ....A. udB. uuC. udND. dd

Jawab

• Pion = udO = 2/3 e +(+1/3 e)

= 2/3 e + 2/3 e

= +1

Pion dengan simbol π adalah partikel elementer yang bermuatan 1

4. Suatu aktifitas di laboratorium nuklir meluruhkan atom uranium seperti reaksi berikut:

Energi reaksi yang dihasilkan adalah ....

A. 100,89 MeV

B. 108, 92 Mev

C. 185,67 MeV

E. 180,73 MeV

nCsRbnU 214193235

Energi reaksi

nCsRbnU 214193235

MeVnmCsmRbmUmQ 5,931114193235

MeVQ 5,9310087,191949,14092172,9204394,235

MeVQ 5,93119403,0

MeVQ 73895,180

Jawab

5. Owen Chamberlain peraih hadiah Nobel Fisika tahun 1959. Dia ingin mencari antiproton dengan mereaksikan 2 buah proton maka reaksi yang seharusnya terjadi adalah ....

A. p + p p + p + p + p^

B. p + p^ p + p + p + p^

C. p + p p + p + p^ + p^

D. p + p p + p + p^

6. Menurut hukum kekekalan muatan elektrik, jumlah elektron pada kedua belah ruas persamaan reaksi haruslah sama. Jika terjadi reaksi peluruhan berikut:

nilai x yang memenuhi hukum kekekalan adalah....A. 1B. 2C. 3D. 4

HeThU x 231235

7. Pada inti atom Litium terjadi reaksi fisi berikut:

uHe

uLi

uH

QHeHeLiH

002.4

016.7

007.1

42

73

11

42

42

73

11

Hitunglah energi yang dibebaskan oleh rekasi tersebut!

Jawab: Energi reaksi = energi reaktan-energi produkQ= ((1.007u + 7.016u)-(4.002u + 4.002u)).931MeV/uQ= 0.018 u x 931 MeV/uQ= 17,3 MeV

8. Pasangkan masing-masing pilihan dari kolom kiri ke kolom kanan berikut:

Pion Lepton

Positron Meson

Proton Baryon

Jawab:Pion Lepton

Positron Meson

Proton Baryon

9. Berikut ini manakah yang merupakan ciri dari neutrino dengan simbol ν (0 MeV) adalah ....A. Lepton, partikel, interaksi lemahB. Meson, antipartikel, interaksi lemahC. Lepton, partikel, interaksi lemahD. Baryon, antipartikel, interaksi kuat

10. Fisikawan yang mendapatkan anugrah nobel fisika pada tahun 1969 dengan menemukan quark adalah ....

A. John Dalton B. J.J.ThomsonC. Ernest RutherfordD. Murray Gell-Mann

Jawab : Murray Gell-Mann