Lembar Pengesahan
JURNAL Telaah Fundamental Weak Interaction dan Nambu-Goldstone ( Suatu Penelitian Teori Berupa Studi Pustaka )
Oleh La Sabarudin 421 410 097
Telah diperiksa dan disetujui oleh
TELAAH FUNDAMENTAL WEAK INTERACTION DAN NAMBUGOLDSTONE 1 La Sabarudin, 2Muhammad Yusuf, 3Mursalin Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan IPA, Universitas Negeri Gorontalo
ABSTRAK La Sabarudin. 2014. Telaah Fundamental Weak Interaction dan Model NambuGoldstone Boson. Skripsi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan IPA. Tim Pembimbing Muhammad Yusuf, S.Si, M.Si dan Dr.H. Mursalin, M.Si. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menelaah persamaan Lagrangian dari weak interaction dengan menggunakan model Nambu-Goldstone Boson, dan ingin memperkenalkan bagaimana proses terjadinya interaksi yang terjadi di alam semesta. Studi teoritis ini dilakukan dengan menggunakan metode kajian pustaka yakni dengan mengumpulkan berbagai sumber melalui jurnal text book, buku penunjang lainnya serta literatur yang relevan. Dalam penelitian ini peneliti mencari persamaan Lagrangian untuk weak interaction dengan menggunakan model Nambu-Goldstone Boson, yang dimulai dengan mengkaji persamaan Lagrangian dasar kemudian dihubungkan dengan teorema Goldstone, SSB, teori abelian dan non-abelian. Kata kunci : Weak Interaction, Teorema Goldstone, SSB, Persamaan Lagrangian.
1
La Sabarudin. Mahasiswa Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dan IPA. Universitas Negeri
Gorontalo 2
Muhammad Yusuf, S.Si, M.Si. Pembimbing 1. Fakultas Matematika dan IPA. Universitas Negeri Gorontalo 3 Dr. H. Mursalin, M.Si. Pembimbing 2. Fakultas Matematika dan IPA. Universitas Negeri Gorontalo
Dalam teori pembentukan alam semesta dan model standar untuk memahami evolusi alam semesta dapat dijelaskan oleh empat interaksi fundamental yang bekerja antara partikel-partikel fundamental antara lain; interaksi nuklir, interaksi elektromagnetik, interaksi lemah dan interaksi gravitasi untuk menunjukkan jarak antara nukleon dan ukuran inti untuk alam semesta dalam skala besar. Dalam fisika partikel dan kosmologi, bahwa awal pemahaman fisika teori adalah ditemukannya messon, quark, lepton dalam model standar. Dijelaskan bahwa interaksi nuklir adalah gaya tarik-menarik antara nukleon-nukleon yang dapat diabaikan. Interaksi nuklir dimediasi oleh partikel medan yang disebut gluon, interaksi elektromagnetik adalah gaya yang mengikat atom dan molekul dengan jarak yang berbanding terbalik dengan kaudrat jarak antara partikel-partikel yang berinteraksi, interaksi ini dimediasi oleh foton. Interaksi lemah adalah gaya dengan jarak yang dekat yang cenderung menghasilkan ketidak stabilan pada inti-inti tertentu, interaksi lemah dimediasi oleh partikel medan yang disebut Bosson W dan bosson Z 0 . Sedangkan interaksi gravitasi merupakan gaya jarak jauh, interaksi ini dimediasi oleh partikel medan yang disebut graviton. Dalam kajian fisika energi tinggi, terdapat suatu teori yang mendeskripsikan tiga interaksi alam, selain interaksi gravitasi, yang dikenal dalam model standar. Dalam model standar, tiga interaksi alam dijelaskan melalui satu prinsip umum yakni prinsip invariansi Lagrangian terhadap transformasi Gauge lokal. Salah satu asumsi yang digunakan untuk membangun model standar adalah ketiadaan medan neutrino kiralitas kanan sebagai konsekuensi dari hasil pengukuran helisitas neutrino yang dilakukan oleh Goldhaber dan kawan-kawan (Serway and Jewet, 2004). KAJIAN TEORI Interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah pada mulanya dipahami sebagai bentuk interaksi yang berbeda. Formulasi interaksi elektrolemah (sintesa antara interaksi elektromagnetik dan interaksi lemah) oleh Glashow-Weinberg-Salam, menyatakan bahwa pada dasarnya tak ada perbedaan mendasar pada tingkat energi tinggi antara partikel interaktif elektromagnetik (foton) dan partikel interaktif nuklir lemah (boson 0 0 W , Z ). Meskipun pada tingkat energi rendah, foton dan boson W , Z tampak berbeda. Fenomena ini dikenal sebagai spontaneous symmetry breaking (SSB). Interaksi lemah merupakan salah satu interaksi dari empat interaksi fundamental alam semesta yang mememiliki jangkauan ∼ 10-17 m, dan dimediasi oleh bosson W dan Z 0 . Interaksi lemah bertanggung jawab untuk peluruhan radioaktif. Semua fermion merupakan interaksi lemah. Peluruhan hasil inti bisa melalui emisi , , , atau melalui fusi (Griffiths, 2013). Emisi partikel berbeda dengan emisi partikel dan , hal ini disebabkan oleh karena adanya interaksi lemah. Pada mulanya proses tersebut menimbulkan berbagai pertanyaan, dimana partikel yang muncul adalah elektron atau positron yang memiliki perbedaan antara massa inti awal dan akhir. Sebaliknya,
partikel tersebut memiliki distribusi energi dengan energi maksimal yang diharapkan (France). METODE PENELITIAN Metode yang digunakan peneliti dalam menulis skripsi ini adalah metode penelitian yang bersifat teoritis. Penulis mengkolaborasikan buku-buku dan sumber dari internet dan jurnal ilmiah. HASIL DAN PEMBAHASAN Weak interaction merupakan salah satu dari empat interaksi fundamental alam semesta yang memiliki jangkauan sekitar 10-17 m dan dimediasi oleh boson W ± dan boson Z 0 . Dalam model standar fisika partikel gaya ini terjadi akibat pertukaran boson W dan boson Z . Salah satu efeknya yang paling dikenal adalah peluruhan beta (emisi elektron atau positron oleh neutron dalam inti atom), dan radioaktivitas yang mengikutinya. Pada kasus pemancaran sebuah elektron, peluruhan ini disebut sebagai peluruhan beta minus , sementara pada pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus
(Griffits, 2013).
SIMPULAN Berdasarkan pembahasan dan analisis di atas maka dapat diperoleh persamaan Lagrangian untuk weak interaction dengan model Nambu-Goldstone boson sebagai berikut, L SU
1 2
h x
1
h x
2
2 q
2
2
A A
q
2
mh h x
1
2
2
2
h x
2
A A
1
+
2 =
1
h x
2
1
h x
1
3
8
2
mh
2
h x
4
F F
4 1
h x
2
mh
2
h x
2
4
1 4
h x
3
1
h x
4
16
2 2
q A A
h x
1
2
4
F F
SARAN Dari pembahasan persamaan di atas diperoleh persamaan Lagrangian pada interaksi lemah (weak interaction) Nambu-Goldstone Boson. Dalam penelitian ini masih dapat dilakukan penelitian lanjutan, yaitu dapat mencari lagi Hamiltonian weak interaction dengan persamaan yang ada, bagaimana jika persamaan yang di peroleh dibuat dalam grafik dengan plot menggunakan program matematica.
DAFTAR RUJUKAN Bednyakov, A.V. 2007. On Higgs mass generation mechanism in the Standard Model. Berenstein, David. 2009. Nambu-Goldstone bosons and the Higgs Mechanism. Brauner. 2010. Spontaneous Symmetry Breaking and Nambu–Goldstone Bosons in Quantum Many-Body Systems. Institute for Theoretical Physics. Griffiths. 2013. The Weak Interaction. Halzen, Francis and Alan D. Martin. 1984. QUARKS &LEPTONS: An Introductory Course in Modern Particle Physics. University of Wisconsin. Madison, Wisconsin. Muheim, Franz. Nuclear and Particle Physics. Sears and Zemansky’s. 2012. University Physics With Modern Physics. Serway and Jewet, 2009. Physics for Scientists and Engineers. 604-606
