Lepton dan Quark

Lepton adalah salah satu golongan partikel fundamental yang terdiri dari elektron ( ) sebagai partikel bermuatan negatip yang paling ringan, muon ( ) sebagai partikel bermuatan negatip, bermassa sekitar 200 kali lebih besar dari massa elektron dan tau ( ) sebagai partikel bermuatan negatip, bermassa sekitar 3500 lebih besar dari massa elektron. Selain ketiga jenis partikel elemen di atas terdapat pula tiga partikel elemen yang lain yang termasuk dalam lepton yaitu tiga jenis NEUTRINO''. Setiap neutrino diasosiasikan dengan setiap jenis partikel elemen di atas dan diberinama masing-masing sebagai neutrino-elektron ( ), neutrino-muon ( ) dan neutrino-tau ( ). Neutrino merupakan golongan lepton yang unik dimana selain tidak memiliki muatan listrik, neutrino juga tidak memiliki massa. Berdasarkan tata cara penggolongannya, lepton dapat dibagi atas tiga generasi yaitu:
• dan generasi pertama
• dan generasi kedua
• dan generasi ketiga
Kuark merupakan partikel fundamental yang memiliki muatan listrik kelipatan pecahan dari muatan listrik elektron yaitu +2/3e dan -1/3e. Sampai saat sekarang kita mengenal 6 jenis kuark yang terdiri dari tiga generasi yaitu:
• Up Kuark ( u ) dan Down Kuark ( d ) generasi pertama
• Strange Kuark ( s ) dan Charmed Kuark ( c ) generasi kedua
• Beauty Kuark ( b ) dan Top Kuark ( t ) generasi ketiga
Kuark u, c, t masing-masing memiliki muatan listrik sebesar +2/3 kali muatan listrik elektron sedangkan kuark d, s, b memiliki muatan listrik sebesar -1/3 kali muatan listrik elektron. Penemuan besarnya muatan suatu partikel dapat dilakukan dengan cara menginjeksikan partikel bermuatan melalui detektor khusus yang lebih dikenal dengan Cloud Chamber'' atau Bubble Chamber'' dimana dalam hal ini partikel bermuatan yang diinjeksikan akan menubruk elektron-elektron dalam gas sebagai bahan medium pengantara pada Chamber sehingga elektron-elektron tersebut akan terpental dari orbitnya dan akan membentuk lintasan tertentu relatif terhadap posisi partikel bermuatan yang diinjeksikan semula. Secara rumus empiris, ketebalan lintasan yang dibentuk elektron-elektron diatas adalah berbanding lurus dengan kuadrat muatan partikel dan berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan yang dimiliki partikel bermuatan. Oleh sebab itu pada penelitian Fisika Energi Tinggi, kecepatan partikel bermuatan misalnya dalam hal ini adalah elektron dapat mencapai kecepatan yang sama yaitu kecepatan cahaya, sehingga dapat dikatakan bahwa setiap elektron yang membentuk lintasan pada chamber akan menghasilkan ketebalan lintasan yang sama. Maka dari hasil percobaan dapat kita ketahui bahwa bila ketebalan suatu lintasan partikel bermuatan lebih kecil dari ketebalan lintasan yang dibentuk oleh elektron berarti muatan partikel yang diteliti adalah lebih kecil dari muatan elektron.
Secara umum kuark disimbolkan dengan huruf q sedangkan anti-kuark disimbolkan dengan . Jika suatu partikel terdiri dari tiga kuark dalam susunannya maka disebut sebagai BARYON'' sebagai contoh adalah proton yang terdiri dari kuark uud sedangkan neutron terdiri dari kuark udd, maka proton dan neutron disebut juga sebagai baryon. Selanjutnya jika suatu partikel terdiri dari pasangan satu kuark dan anti-kuark maka disebut sebagai MESON''. Contoh meson yang sudah diketahui adalah meson ( pion ) terdiri dari pasangan kuark u dan anti-kuark . Meson yang terdiri dari pasangan kuark c dan anti-kuark . Baryon dan meson dapat pula dikelompokkan sebagai HADRON''. Hingga tulisan ini dibuat belum ada penelitian yang dapat berhasil menemukan kuark sebagai partikel fundamental yang dapat berdiri sendiri dengan perkataan lain belum atau tidak dapat dihasilkan satu kuark secara utuh. Telah diketahui bahwa gaya interaksi yang kuat merupakan gaya yang menghubungkan satu kuark dengan kuark yang lain dan sebagai media pengantarnya disebut sebagai GLUON'' yang merupakan pembawa yang tidak bermassa.