Lompat ke isi

Penumbuk Hadron Raksasa: Perbedaan antara revisi

Ensiklopedia Pengetahuan Universitas Islam Sultan Agung
Maintenance script (bicara | kontrib)
Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 29343400; atribusi sumber disertakan.
 
Maintenance script (bicara | kontrib)
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi
 
Baris 1: Baris 1:
'''Penubruk Hadron Raksasa''' ( atau '''LHC''') adalah [[pemercepat partikel]] berenergi tinggi terbesar di dunia, [[Daftar megaproyek#Proyek sains|fasilitas percobaan paling kompleks]] yang pernah dibangun, dan mesin tunggal terbesar di dunia. LHC dibangun oleh [[CERN|Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir]] (CERN) antara tahun 1998 sampai 2008 dengan kolaborasi dengan lebih dari 10.000 fisikawan dan insinyur dari 100 negara, serta ratusan universitas dan laboratorium. LHC terletak dalam sebuah terowongan dengan panjang  sedalam  dibawah [[perbatasan Prancis-Swiss]] dekat [[Jenewa]], [[Swiss]]. Riset pertamanya dilakukan tanggal 30 Maret 2010 sampai 13 Februari 2013 dengan energi awal 3.5 [[elektronvolt|teraelektronvolt]] (TeV) per sinar (''beam'') (total 7 TeV), hampir 4 kali lebih besar daripada rekor dunia sebelumnya untuk sebuah penumbuk, dinaikkan menjadi 4 TeV per sinar (total 8 TeV) mulai 2012. Tanggal 13 Februari 2013, percobaan pertama LHC resmi berakhir dan kemudian dimatikan untuk direncanakan untuk ditingkatkan. Uji tumbukan kedua dimulai lagi pada 5 April 2015, mencapai 6.5 TeV per sinar pada tanggal 20 Mei 2015 (total 13, rekor dunia saat ini). Percobaan keduanya dimulai tepat waktu, 3 Juni 2015.
[[File:Large_Hadron_Collider_dipole_magnets_IMG_0955.jpg|thumb|right|280px|Large Hadron Collider dipole magnets IMG 0955]]


Tujuan LHC adalah memungkinkan fisikawan untuk menguji prediksi beberapa teori [[fisika partikel]] yang berbeda, termasuk mengukur karakteristik [[boson Higgs]] dan mencari kelompok partikel baru yang diprediksi oleh [[supersimetri|teori supersimetri]], juga menyelesaikan [[Daftar masalah tak terpecahkan dalam fisika#Fisika partikel|pertanyaan tak terjawab dalam fisika]].
'''Penubruk Hadron Raksasa''' ( atau '''LHC''') adalah [[pemercepat partikel]] berenergi tinggi terbesar di dunia, [[Daftar megaproyek#Proyek sains|fasilitas percobaan paling kompleks]] yang pernah dibangun, dan mesin tunggal terbesar di dunia.<ref>[http://home.web.cern.ch/topics/large-hadron-collider The Large Hadron Collider]. ''cern.ch''.</ref> LHC dibangun oleh [[CERN|Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir]] (CERN) antara tahun 1998 sampai 2008 dengan kolaborasi dengan lebih dari 10.000 fisikawan dan insinyur dari 100 negara, serta ratusan universitas dan laboratorium.<ref>Roger Highfield. [http://www.telegraph.co.uk/science/large-hadron-collider/3351899/Large-Hadron-Collider-thirteen-ways-to-change-the-world.html Large Hadron Collider: Thirteen ways to change the world]. ''The Daily Telegraph''. 16 September 2008.</ref> LHC terletak dalam sebuah terowongan dengan panjang  sedalam  dibawah [[perbatasan Prancis-Swiss]] dekat [[Jenewa]], [[Swiss]]. Riset pertamanya dilakukan tanggal 30 Maret 2010 sampai 13 Februari 2013 dengan energi awal 3.5&nbsp;[[elektronvolt|teraelektronvolt]] (TeV) per sinar (''beam'') (total 7&nbsp;TeV), hampir 4 kali lebih besar daripada rekor dunia sebelumnya untuk sebuah penumbuk,<ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8593780.stm CERN LHC sees high-energy success]. BBC News. 30 March 2010.</ref> dinaikkan menjadi 4 TeV per sinar (total 8 TeV) mulai 2012.<ref>CERN Press Office. [http://press.cern/press-releases/2012/02/lhc-run-4-tev-beam-2012 LHC to run at 4 TeV per beam in 2012]. CERN. 13 February 2012.</ref><ref>[http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-32809636 LHC smashes energy record with test collisions]. ''BBC News''.</ref> Tanggal 13 Februari 2013, percobaan pertama LHC resmi berakhir dan kemudian dimatikan untuk direncanakan untuk ditingkatkan. Uji tumbukan kedua dimulai lagi pada 5 April 2015,<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Penumbuk+Hadron+Raksasa&oldid=29343400 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref><ref>Cian O'Luanaigh. [http://home.web.cern.ch/about/updates/2015/04/proton-beams-are-back-lhc Proton beams are back in the LHC]. ''CERN: Accelerating science''. CERN.</ref> mencapai 6.5 TeV per sinar pada tanggal 20 Mei 2015 (total 13, rekor dunia saat ini). Percobaan keduanya dimulai tepat waktu, 3 Juni 2015.<ref>[http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-32976838 Large Hadron Collider turns on 'data tap']. ''BBC News''.</ref>
 
Tujuan LHC adalah memungkinkan fisikawan untuk menguji prediksi beberapa teori [[fisika partikel]] yang berbeda, termasuk mengukur karakteristik [[boson Higgs]]<ref>[http://public.web.cern.ch/public/en/Science/Higgs-en.html Missing Higgs]. CERN. 2008.</ref> dan mencari kelompok partikel baru yang diprediksi oleh [[supersimetri|teori supersimetri]],<ref>[http://public.web.cern.ch/public/en/Science/Superforce-en.html Towards a superforce]. CERN. 2008.</ref> juga menyelesaikan [[Daftar masalah tak terpecahkan dalam fisika#Fisika partikel|pertanyaan tak terjawab dalam fisika]].


Penumbuk ini memiliki 4 titik persilangan, di mana masing-masing diletakkan [[#Detektor|7 detektor]], tiap detektor didesain untuk penelitian tertentu. LHC utamanya menabrakkan sinar proton, tetapi juga dapat digunakan untuk nukleus [[timbal]]. Tumbukan timbal-proton pernah dilakukan pada tahun 2013 dan 2016, tumbukan timbal-timbal dilakukan tahun 2010, 2011, 2013, dan 2015.
Penumbuk ini memiliki 4 titik persilangan, di mana masing-masing diletakkan [[#Detektor|7 detektor]], tiap detektor didesain untuk penelitian tertentu. LHC utamanya menabrakkan sinar proton, tetapi juga dapat digunakan untuk nukleus [[timbal]]. Tumbukan timbal-proton pernah dilakukan pada tahun 2013 dan 2016, tumbukan timbal-timbal dilakukan tahun 2010, 2011, 2013, dan 2015.


[[Komputasi grid]] LHC merupakan pemegang rekor dunia. [[Data]] tabrakan dihasilkan dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, puluhan [[petabita]] per tahun (tantangan utama saat itu), untuk kemudian dianalisis oleh infrastruktur [[jaringan komputer]] yang menghubungkan 140 pusat komputasi di 35 negara – per 2012 [[Komputasi grid LHC sedunia]] juga merupakan distribusi [[komputasi grid]] terbesar sedunia yang terdiri dari 170 fasilitas komputasi melintasi 36 negara.
[[Komputasi grid]] LHC merupakan pemegang rekor dunia. [[Data]] tabrakan dihasilkan dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, puluhan [[petabita]] per tahun (tantangan utama saat itu), untuk kemudian dianalisis oleh infrastruktur [[jaringan komputer]] yang menghubungkan 140 pusat komputasi di 35 negara<ref>[http://lcg.web.cern.ch/lcg/public/overview.htm What is the Worldwide LHC Computing Grid?]. CERN. January 2011.</ref><ref>[http://lcg.web.cern.ch/lcg/public/ Welcome]. CERN. January 2011.</ref> – per 2012 [[Komputasi grid LHC sedunia]] juga merupakan distribusi [[komputasi grid]] terbesar sedunia yang terdiri dari 170 fasilitas komputasi melintasi 36 negara.<ref>[http://www.msnbc.msn.com/id/47783507/ns/technology_and_science-science/t/hunt-higgs-boson-hits-key-decision-point Hunt for Higgs boson hits key decision point - Technology & science - Science - NBC News]. ''msnbc.com''.</ref><ref>[http://wlcg.web.cern.ch/ Worldwide LHC Computing Grid main page] 14 November 2012: ''"Kolaborasi global lebih dari 170 pusat komputasi di 36 negara ... untuk menyimpan, mendistribusikan, dan menganalisis ~25 Petabyte (25 juta Gigabyte) data per tahun yang dihasilkan oleh Penumbuk Hadron Raksasa"''</ref><ref>[http://lcg-archive.web.cern.ch/lcg-archive/public/overview.htm What is the Worldwide LHC Computing Grid? (Public 'About' page)] 14 November 2012: ''"Currently WLCG is made up of more than 170 computing centers in 36 countries...The WLCG is now the world's largest computing grid"''</ref>


== Tujuan ==
== Tujuan ==
 
[[Fisikawan]] berharap bahwa LHC akan membantu menjawab beberapa pertanyaan mendasar dalam fisika, berkenaan tentang hukum dasar yang mengatur interaksi dan gaya di antara [[partikel elementer|objek elementer]], struktur dalam ruang dan waktu, dan utamanya hubungan antara [[mekanika kuantum]] dan [[relativitas umum]], di mana teori dan pengetahuan yang ada saat ini masih belum jelas sepenuhnya. Data juga diperlukan dari percobaan partikel energi-tinggi untuk membuktikan versi model ilmiah mana yang saat ini lebih kemungkinan benar - secara khusus memilih antara [[Model Standar]] dan [[Model Higgsless]] dan untuk memvalidasi prediksi mereka dan memungkinkan pengembangan teoretis lebih lanjut. Banyak pakar memperkirakan fisika baru diatas Model Standar akan muncul pada tingkat energi TeV, karena Model Standard terlihat kurang memuaskan. Beberapa masalah yang mungkin digali dengan tumbukan LHC diantaranya:<ref>G. F. Giudice. [http://giudice.web.cern.ch/giudice/zeptospace/zepto-eng.html A Zeptospace Odyssey: A Journey Into the Physics of the LHC]. Oxford University Press. 2010. ISBN 978-0-19-958191-7.</ref><ref>Brian Greene. [http://www.nytimes.com/2008/09/12/opinion/12greene.html?_r=1&oref=slogin The Origins of the Universe: A Crash Course]. ''The New York Times''. 11 September 2008.</ref>
[[Fisikawan]] berharap bahwa LHC akan membantu menjawab beberapa pertanyaan mendasar dalam fisika, berkenaan tentang hukum dasar yang mengatur interaksi dan gaya di antara [[partikel elementer|objek elementer]], struktur dalam ruang dan waktu, dan utamanya hubungan antara [[mekanika kuantum]] dan [[relativitas umum]], di mana teori dan pengetahuan yang ada saat ini masih belum jelas sepenuhnya. Data juga diperlukan dari percobaan partikel energi-tinggi untuk membuktikan versi model ilmiah mana yang saat ini lebih kemungkinan benar - secara khusus memilih antara [[Model Standar]] dan [[Model Higgsless]] dan untuk memvalidasi prediksi mereka dan memungkinkan pengembangan teoretis lebih lanjut. Banyak pakar memperkirakan fisika baru diatas Model Standar akan muncul pada tingkat energi TeV, karena Model Standard terlihat kurang memuaskan. Beberapa masalah yang mungkin digali dengan tumbukan LHC diantaranya:
* Apakah [[massa]] [[partikel elementer]] sebenarnya dihasilkan dari [[mekanisme Higgs]] melalui [[pemecahan simetri spontan|pemecahan simetri]] [[elektrolemah]]?<ref>"... in the public presentations of the aspiration of particle physics we hear too often that the goal of the LHC or a linear collider is to check off the last missing particle of the Standard Model, this year's ''Holy Grail'' of particle physics, the Higgs boson. ''The truth is much less boring than that!'' What we're trying to accomplish is much more exciting, and asking what the world would have been like without the Higgs mechanism is a way of getting at that excitement." – Chris Quigg. ''Nature's Greatest Puzzles''. 2005.</ref> Diperkirakan bahwa percobaan tumbukan akan mendemonstrasikan atau menyingkirkan eksistensi [[Higgs boson]], sehingga memungkinkan fisikawan untuk menilai apakah Model Standar atau alternatif Higgsless yang lebih benar.<ref>[http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/WhyLHC-en.html Why the LHC]. CERN. 2008.</ref><ref>[http://www.science.doe.gov/Accomplishments_Awards/Decades_Discovery/35.html Zeroing in on the elusive Higgs boson]. US Department of Energy. March 2001.</ref><ref>"Accordingly, in common with many of my colleagues, I think it highly likely that both the Higgs boson and other new phenomena will be found with the LHC."..."This mass threshold means, among other things, that something new – either a Higgs boson or other novel phenomena – is to be found when the LHC turns the thought experiment into a real one."Chris Quigg. [http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-coming-revolutions-in-particle-physics&page=3 The coming revolutions in particle physics]. ''Scientific American''. February 2008. hlm. 38–45.</ref> Percobaan menemukan sebuah partikel yang tampaknya boson Higgs, bukti kuat bahwa Model Standar memiliki mekanisme yang benar dalam memberikan massa ke partikel elementer.
* Apakah [[massa]] [[partikel elementer]] sebenarnya dihasilkan dari [[mekanisme Higgs]] melalui [[pemecahan simetri spontan|pemecahan simetri]] [[elektrolemah]]? Diperkirakan bahwa percobaan tumbukan akan mendemonstrasikan atau menyingkirkan eksistensi [[Higgs boson]], sehingga memungkinkan fisikawan untuk menilai apakah Model Standar atau alternatif Higgsless yang lebih benar. Percobaan menemukan sebuah partikel yang tampaknya boson Higgs, bukti kuat bahwa Model Standar memiliki mekanisme yang benar dalam memberikan massa ke partikel elementer.
* Apakah [[supersimetri]], sebuah [[Beyond the Standard Model|perluasan dari Model Standar]] dan [[aljabar Super-Poincaré|simetri Poincaré]], ada di alam, mengisyaratkan bahwa semua partikel yang diketahui memiliki [[superpartner|partner supersimetri]]?<ref>Shaaban Khalil. [https://archive.org/details/sim_contemporary-physics_may-june-2003_44_3/page/193 Search for supersymmetry at LHC]. ''Contemporary Physics''. 2003. Vol. 44 (3). hlm. 193–201. doi:10.1080/0010751031000077378.</ref><ref>Alexander Belyaev. ''Supersymmetry status and phenomenology at the Large Hadron Collider''. ''Pramana''. 2009. Vol. 72 (1). hlm. 143–160. doi:10.1007/s12043-009-0012-0.</ref><ref>Anil Ananthaswamy. [http://www.newscientist.com/article/mg20427341.200-in-susy-we-trust-what-the-lhc-is-really-looking-for.html In SUSY we trust: What the LHC is really looking for]. ''New Scientist''. 11 November 2009.</ref>
* Apakah [[supersimetri]], sebuah [[Beyond the Standard Model|perluasan dari Model Standar]] dan [[aljabar Super-Poincaré|simetri Poincaré]], ada di alam, mengisyaratkan bahwa semua partikel yang diketahui memiliki [[superpartner|partner supersimetri]]?
* Apakah ada [[teori superdawai|dimensi ekstra]],<ref>Lisa Randall. [http://randall.physics.harvard.edu/RandallCV/Sciencearticle.pdf Extra Dimensions and Warped Geometries]. ''Science''. 2002. Vol. 296 (5572). hlm. 1422–1427. doi:10.1126/science.1072567.</ref> seperti yang diprediksi oleh berbagai model dengan basis dari [[teori dawai]], dan dapatkah kita mendeteksinya?<ref>Panagiota Kanti. ''Black Holes at the LHC''. ''Lecture Notes in Physics''. 2009. Vol. 769. hlm. 387–423. doi:10.1007/978-3-540-88460-6_10. ISBN 978-3-540-88459-0.</ref>
* Apakah ada [[teori superdawai|dimensi ekstra]], seperti yang diprediksi oleh berbagai model dengan basis dari [[teori dawai]], dan dapatkah kita mendeteksinya?
* Bagaimana sifat alami dari [[materi gelap]] yang kelihatannya berkontribusi 27% terhadap massa-energi dari [[alam semesta]]?
* Bagaimana sifat alami dari [[materi gelap]] yang kelihatannya berkontribusi 27% terhadap massa-energi dari [[alam semesta]]?


Baris 20: Baris 21:
* Apakah ada sumber tambahan dari pencampuran [[flavour (fisika partikel)|flavour]] [[kuark]], lebih dari yang saat ini ada di dalam [[Model Standar]]?
* Apakah ada sumber tambahan dari pencampuran [[flavour (fisika partikel)|flavour]] [[kuark]], lebih dari yang saat ini ada di dalam [[Model Standar]]?
* Mengapa ada pelanggaran jelas dalam [[simetri dalam fisika|simetri]] antara materi dan [[antimateri]]? Lihat juga [[pelanggaran CP]].
* Mengapa ada pelanggaran jelas dalam [[simetri dalam fisika|simetri]] antara materi dan [[antimateri]]? Lihat juga [[pelanggaran CP]].
* Bagaimana sifat alami dan karakteristik [[plasma kuark–gluon]], yang sebelumnya diperkirakan eksis pada [[awal alam semesta]] dan pada beberapa benda astronomi [[compact star|kompak]] dan [[materi aneh|aneh]] saat ini? Hal ini akan dicari tahu dengan ''tumbukan ion berat'', utamanya di [[Percobaan Tumbukan Ion Besar|ALICE]], namun juga di [[Compact Muon Solenoid|CMS]], [[Eksperimen ATLAS|ATLAS]] dan [[LHCb]]. Pertama kali diamati pada tahun 2010, penemuan dipublikasikan tahun 2012 dan mengonfirmasi fenomena ''[[jet quenching]]'' pada tumbukan ion-berat.
* Bagaimana sifat alami dan karakteristik [[plasma kuark–gluon]], yang sebelumnya diperkirakan eksis pada [[awal alam semesta]] dan pada beberapa benda astronomi [[compact star|kompak]] dan [[materi aneh|aneh]] saat ini? Hal ini akan dicari tahu dengan ''tumbukan ion berat'', utamanya di [[Percobaan Tumbukan Ion Besar|ALICE]], namun juga di [[Compact Muon Solenoid|CMS]], [[Eksperimen ATLAS|ATLAS]] dan [[LHCb]]. Pertama kali diamati pada tahun 2010, penemuan dipublikasikan tahun 2012 dan mengonfirmasi fenomena ''[[jet quenching]]'' pada tumbukan ion-berat.<ref>CERN. [http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma Heavy ions and quark-gluon plasma]. 18 July 2012.</ref><ref>[http://press.cern/press-releases/2010/11/lhc-experiments-bring-new-insight-primordial-universe LHC experiments bring new insight into primordial universe]. CERN. November 26, 2010.</ref><ref>G. Aad. ''Observation of a Centrality-Dependent Dijet Asymmetry in Lead-Lead Collisions at = 2.76 TeV with the ATLAS detector at the LHC''. ''Physical Review Letters''. 13 December 2010. Vol. 105 (25). hlm. 252303. doi:10.1103/PhysRevLett.105.252303.</ref>


== Desain ==
== Desain ==
LHC adalah [[pemercepat partikel]] terbesar sedunia.<ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Penumbuk+Hadron+Raksasa&oldid=29343400 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref><ref>Joel Achenbach. [http://ngm.nationalgeographic.com/2008/03/god-particle/achenbach-text The God Particle]. ''National Geographic Magazine''. March 2008.</ref> Penumbuk ini terletak dalam sebuah terowongan berbentuk lingkaran, dengan total panjang , dan kedalaman bervariasi antara  di bawah tanah.


Terowongan sepanjang  berlapis beton, dibangun tahun 1983-1988, sebelumnya pernah digunakan menjadi rumah [[Penumbuk Elektron-Positron Besar]].<ref>[http://public.web.cern.ch/PUBLIC/en/Research/LEP-en.html The Z factory]. CERN. 2008.</ref> Terowongan ini memotong perbatasan antara Swiss dan Prancis di 4 titik, tetapi sebagian besar ada di Prancis. Bangunan di permukaan memegang perlatan pendukung seperti kompresor, peraltan ventilasi, kontrol elektronik, dan pendinginan.


LHC adalah [[pemercepat partikel]] terbesar sedunia. Penumbuk ini terletak dalam sebuah terowongan berbentuk lingkaran, dengan total panjang , dan kedalaman bervariasi antara  di bawah tanah.
Terowongan penumbuk berisi 2 ''[[beamline]]'' (atau ''beam pipes'') yang diletakkan sejajar dan berpotongan di 4 titik, masing-masing berisi sebuah ''beam'', yang melintas dengan arah berlawanan disekitar cincin. Ada sejumlah  yang menjaga agar ''beam'' tetap pada lintasan melingkarnya (lihat gambar<ref>[http://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/8605 100 Years of Subatomic Physics]. World Scientific. 2013. doi:10.1142/8605. ISBN 978-981-4425-80-3.</ref>), dan ada tambahan  yang digunakan untuk menjaga ''beam'' tetap fokus, dan kuadrupol magnet yang dekat dengan titik perpotongan dibuat lebih kuat agar memaksimalkan kemungkinan interaksi diamana kedua ''beam'' berpotongan. Magnet dengan [[Ekspansi multikutub|kelipatan multikutub]] yang lebih tinggi digunakan untuk memperbaiki ketidaksempurnaan kecil pada geometri medan. Total, ada sekitar  yang terpasang, dengan dipol magnet memiliki massa total lebih dari 27 ton.<ref>Stephen Myers. ''The Large Hadron Collider 2008-2013''. ''International Journal of Modern Physics A''. 4 October 2013. Vol. 28 (25). hlm. 1330035–1–1330035–65. doi:10.1142/S0217751X13300354.</ref> Sekitar 96 ton [[superfluida helium-4]] diperlukan untuk menjaga magnet, yang terbuat dari [[niobium-titanium]] berlapis tembaga, agar tetap pada [[suhu operasi]]nya di , menjadikan LHC sebagai fasilitas [[kriogenik]] terbesar sedunia.
 
Terowongan sepanjang  berlapis beton, dibangun tahun 1983-1988, sebelumnya pernah digunakan menjadi rumah [[Penumbuk Elektron-Positron Besar]]. Terowongan ini memotong perbatasan antara Swiss dan Prancis di 4 titik, tetapi sebagian besar ada di Prancis. Bangunan di permukaan memegang perlatan pendukung seperti kompresor, peraltan ventilasi, kontrol elektronik, dan pendinginan.
 
Terowongan penumbuk berisi 2 ''[[beamline]]'' (atau ''beam pipes'') yang diletakkan sejajar dan berpotongan di 4 titik, masing-masing berisi sebuah ''beam'', yang melintas dengan arah berlawanan disekitar cincin. Ada sejumlah  yang menjaga agar ''beam'' tetap pada lintasan melingkarnya (lihat gambar), dan ada tambahan  yang digunakan untuk menjaga ''beam'' tetap fokus, dan kuadrupol magnet yang dekat dengan titik perpotongan dibuat lebih kuat agar memaksimalkan kemungkinan interaksi diamana kedua ''beam'' berpotongan. Magnet dengan [[Ekspansi multikutub|kelipatan multikutub]] yang lebih tinggi digunakan untuk memperbaiki ketidaksempurnaan kecil pada geometri medan. Total, ada sekitar  yang terpasang, dengan dipol magnet memiliki massa total lebih dari 27 ton. Sekitar 96 ton [[superfluida helium-4]] diperlukan untuk menjaga magnet, yang terbuat dari [[niobium-titanium]] berlapis tembaga, agar tetap pada [[suhu operasi]]nya di , menjadikan LHC sebagai fasilitas [[kriogenik]] terbesar sedunia.
 
 
Dengan beroperasi pada energi saat ini 6.5 TeV per proton, satu atau 2 kali sehari, proton dipercepat dari 450&nbsp;[[elektronvolt|GeV]] menjadi 6.5&nbsp;[[elektronvolt|TeV]], medan dipol magnet superkonduktor akan meningkat dari 0,54 menjadi . Tiap proton memiliki [[energi]] sebesar 6.5&nbsp;TeV, sehingga energi total tumbukannya adalah 13&nbsp;TeV. Dengan energi ini, proton memiliki [[faktor Lorentz]] sebesar 6.930 dan bergerak dengan kecepatan , atau sekitar  lebih lambat dari [[laju cahaya]] (''c''). Dibutuhkan waktu kurang dari  untuk sebuah proton untuk sekali mengelilingi cincin utama&nbsp;– sekitar  per detik. Tidak menggunakan beam kontinu, melainkan proton dikumpulkan bersama menjadi , dengan  pada tiap ikatannya, sehingga interaksi antara kedua ''beam'' berlangsung dengan interval diskret, sekitar , menghasilkan laju tumbukan 40&nbsp;MHz. [[Luminositas (teori penyebaran)|Luminositas]] desain LHC adalah 10<sup>34</sup> cm<sup>−2</sup>s<sup>−1</sup>, yang pertama kali dicapai bulan Juni 2016.
 
Sebelum diinjeksikan ke pemercepat utama, partikel dipersiapkan dengan beberapa sistem untuk meningkatkan energinya. Sistem pertama adalah [[pemercepat partikel linear]] [[LINAC 2]] yang menghasilkan proton 50-MeV, yang kemudian masuk ke [[Proton Synchrotron Booster]] (PSB). Di sini proton dipercepat menjadi 1.4 GeV dan diinjeksikan ke [[Proton Synchrotron]] (PS), di mana dipercepat lagi menjadi 26 GeV. Akhirnya [[Super Proton Synchrotron]] (SPS) digunakan untuk meningkatkan energinya menjadi 450 GeV sebelum akhirnya diinjeksikan (pada periode waktu beberapa menit) ke cincin utama. Di sini proton dikumpulkan, dipercepat (dengan periode ) ke puncak energinya, dan akhirnya disirkulasi selama 5 sampai  dan tumbukan terjadi pada 4 titik perpotongan.
 
 
Program fisika LHC utamanya adalah tumbukan proton–proton. Namun, selama periode waktu pendek, biasanya sebulan dalam setahun, ada juga percobaan tumbukan ion-berat. Meski ion ringan juga dipergunakan, skema dasarnya menggunakan ion [[timbal]] (lihat [[Percobaan Tumbukan Ion Berat]]). Ion timbal pertama dipercepat dengan pemercepat linear [[LINAC 3]], dan [[Low Energy Ion Ring]] (LEIR) digunakan sebagai penyimpan ion dan unit pendingin. Ion ini kemudian dipercepat lagi dengan PS dan SPS sebelum diinjeksikan ke cincin LHC, di mana energi yang dicapai adalah 2.3 TeV per [[nukleon]] (atau 522 TeV per ion), lebih tinggi daripada energi yang dicapai oleh [[Penumbuk Ion Berat Relativistik]]. Tujuan program ion-berat adalah untuk meneliti [[plasma kuark–gluon]], yang pernah eksis pada waktu [[awal alam semesta]].


Dengan beroperasi pada energi saat ini 6.5 TeV per proton,<ref>[http://home.cern/about/updates/2015/04/first-successful-beam-record-energy-65-tev First successful beam at record energy of 6.5 TeV]. 2015-04-10.</ref> satu atau 2 kali sehari, proton dipercepat dari 450&nbsp;[[elektronvolt|GeV]] menjadi 6.5&nbsp;[[elektronvolt|TeV]], medan dipol magnet superkonduktor akan meningkat dari 0,54 menjadi . Tiap proton memiliki [[energi]] sebesar 6.5&nbsp;TeV, sehingga energi total tumbukannya adalah 13&nbsp;TeV. Dengan energi ini, proton memiliki [[faktor Lorentz]] sebesar 6.930 dan bergerak dengan kecepatan , atau sekitar  lebih lambat dari [[laju cahaya]] (''c''). Dibutuhkan waktu kurang dari  untuk sebuah proton untuk sekali mengelilingi cincin utama&nbsp;– sekitar  per detik. Tidak menggunakan beam kontinu, melainkan proton dikumpulkan bersama menjadi , dengan  pada tiap ikatannya, sehingga interaksi antara kedua ''beam'' berlangsung dengan interval diskret, sekitar , menghasilkan laju tumbukan 40&nbsp;MHz. [[Luminositas (teori penyebaran)|Luminositas]] desain LHC adalah 10<sup>34</sup> cm<sup>−2</sup>s<sup>−1</sup>,<ref>[http://cdsweb.cern.ch/record/1228285/files/ATL-DAQ-PROC-2009-044.pdf Operational Experience of the ATLAS High Level Trigger with Single-Beam and Cosmic Rays].</ref> yang pertama kali dicapai bulan Juni 2016.<ref>[https://indico.cern.ch/event/538347/contributions/2186401/attachments/1298537/1937364/LHC_27.06.2016_EB.pdf LHC morning meeting: June 27, 2016] , slide 14</ref>


== Referensi ==
Sebelum diinjeksikan ke pemercepat utama, partikel dipersiapkan dengan beberapa sistem untuk meningkatkan energinya. Sistem pertama adalah [[pemercepat partikel linear]] [[LINAC 2]] yang menghasilkan proton 50-MeV, yang kemudian masuk ke [[Proton Synchrotron Booster]] (PSB). Di sini proton dipercepat menjadi 1.4 GeV dan diinjeksikan ke [[Proton Synchrotron]] (PS), di mana dipercepat lagi menjadi 26 GeV. Akhirnya [[Super Proton Synchrotron]] (SPS) digunakan untuk meningkatkan energinya menjadi 450 GeV sebelum akhirnya diinjeksikan (pada periode waktu beberapa menit) ke cincin utama. Di sini proton dikumpulkan, dipercepat (dengan periode ) ke puncak energinya, dan akhirnya disirkulasi selama 5 sampai  dan tumbukan terjadi pada 4 titik perpotongan.<ref>Jörg Wenninger. [http://irfu.cea.fr/Phocea/file.php?class=std&file=Seminaires/1595/Dapnia-Nov07-partB.ppt Operational challenges of the LHC]. November 2007. hlm. 53.</ref>


Program fisika LHC utamanya adalah tumbukan proton–proton. Namun, selama periode waktu pendek, biasanya sebulan dalam setahun, ada juga percobaan tumbukan ion-berat. Meski ion ringan juga dipergunakan, skema dasarnya menggunakan ion [[timbal]]<ref>[http://project-i-lhc.web.cern.ch/project-i-lhc/Welcome.htm Ions for LHC (I-LHC) Project]. CERN. 1 November 2007.</ref> (lihat [[Percobaan Tumbukan Ion Berat]]). Ion timbal pertama dipercepat dengan pemercepat linear [[LINAC 3]], dan [[Low Energy Ion Ring]] (LEIR) digunakan sebagai penyimpan ion dan unit pendingin. Ion ini kemudian dipercepat lagi dengan PS dan SPS sebelum diinjeksikan ke cincin LHC, di mana energi yang dicapai adalah 2.3 TeV per [[nukleon]] (atau 522 TeV per ion),<ref>[http://home.cern/about/opinion/2015/11/new-energy-frontier-heavy-ions Opinion: A new energy frontier for heavy ions]. 2015-11-24.</ref> lebih tinggi daripada energi yang dicapai oleh [[Penumbuk Ion Berat Relativistik]]. Tujuan program ion-berat adalah untuk meneliti [[plasma kuark–gluon]], yang pernah eksis pada waktu [[awal alam semesta]].


== Pranala luar ==
== Pranala luar ==
* [http://lhc.web.cern.ch/lhc/ Situs web resmi]
* [http://lhc.web.cern.ch/lhc/ Situs web resmi]
* . Full documentation for design and construction of the LHC and its six detectors (1600 p).
* . Full documentation for design and construction of the LHC and its six detectors (1600 p).
* [http://lhc-milestones.web.cern.ch/LHC-Milestones/default.html Official Timeline of LHC Milestones]
* [http://lhc-milestones.web.cern.ch/LHC-Milestones/default.html Official Timeline of LHC Milestones]  
* [http://www.ted.com/talks/view/id/253 TED talks (video) - Brian Cox: What really goes on at the Large Hadron Collider]
* [http://www.ted.com/talks/view/id/253 TED talks (video) - Brian Cox: What really goes on at the Large Hadron Collider]
* [http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html Overview of the LHC at CERN's public webpage]
* [http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html Overview of the LHC at CERN's public webpage]
* [http://www.petermccready.com/portfolio/05091901.html ATLAS Experiment]  - Virtual Reality photography panoramas
* [http://www.petermccready.com/portfolio/05091901.html ATLAS Experiment]  - Virtual Reality photography panoramas


== Referensi ==
<references />


== Sumber dan atribusi ==


== Sumber dan atribusi ==
Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Penumbuk+Hadron+Raksasa&oldid=29343400 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29343400 (2026-06-14T01:42:06Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.


Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Penumbuk+Hadron+Raksasa&oldid=29343400 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 29343400 (2026-06-14T01:42:06Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.
<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->

Revisi terkini sejak 26 Agustus 2026 08.59

Large Hadron Collider dipole magnets IMG 0955

Penubruk Hadron Raksasa ( atau LHC) adalah pemercepat partikel berenergi tinggi terbesar di dunia, fasilitas percobaan paling kompleks yang pernah dibangun, dan mesin tunggal terbesar di dunia.[1] LHC dibangun oleh Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir (CERN) antara tahun 1998 sampai 2008 dengan kolaborasi dengan lebih dari 10.000 fisikawan dan insinyur dari 100 negara, serta ratusan universitas dan laboratorium.[2] LHC terletak dalam sebuah terowongan dengan panjang sedalam dibawah perbatasan Prancis-Swiss dekat Jenewa, Swiss. Riset pertamanya dilakukan tanggal 30 Maret 2010 sampai 13 Februari 2013 dengan energi awal 3.5 teraelektronvolt (TeV) per sinar (beam) (total 7 TeV), hampir 4 kali lebih besar daripada rekor dunia sebelumnya untuk sebuah penumbuk,[3] dinaikkan menjadi 4 TeV per sinar (total 8 TeV) mulai 2012.[4][5] Tanggal 13 Februari 2013, percobaan pertama LHC resmi berakhir dan kemudian dimatikan untuk direncanakan untuk ditingkatkan. Uji tumbukan kedua dimulai lagi pada 5 April 2015,[6][7] mencapai 6.5 TeV per sinar pada tanggal 20 Mei 2015 (total 13, rekor dunia saat ini). Percobaan keduanya dimulai tepat waktu, 3 Juni 2015.[8]

Tujuan LHC adalah memungkinkan fisikawan untuk menguji prediksi beberapa teori fisika partikel yang berbeda, termasuk mengukur karakteristik boson Higgs[9] dan mencari kelompok partikel baru yang diprediksi oleh teori supersimetri,[10] juga menyelesaikan pertanyaan tak terjawab dalam fisika.

Penumbuk ini memiliki 4 titik persilangan, di mana masing-masing diletakkan 7 detektor, tiap detektor didesain untuk penelitian tertentu. LHC utamanya menabrakkan sinar proton, tetapi juga dapat digunakan untuk nukleus timbal. Tumbukan timbal-proton pernah dilakukan pada tahun 2013 dan 2016, tumbukan timbal-timbal dilakukan tahun 2010, 2011, 2013, dan 2015.

Komputasi grid LHC merupakan pemegang rekor dunia. Data tabrakan dihasilkan dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya, puluhan petabita per tahun (tantangan utama saat itu), untuk kemudian dianalisis oleh infrastruktur jaringan komputer yang menghubungkan 140 pusat komputasi di 35 negara[11][12] – per 2012 Komputasi grid LHC sedunia juga merupakan distribusi komputasi grid terbesar sedunia yang terdiri dari 170 fasilitas komputasi melintasi 36 negara.[13][14][15]

Tujuan

Fisikawan berharap bahwa LHC akan membantu menjawab beberapa pertanyaan mendasar dalam fisika, berkenaan tentang hukum dasar yang mengatur interaksi dan gaya di antara objek elementer, struktur dalam ruang dan waktu, dan utamanya hubungan antara mekanika kuantum dan relativitas umum, di mana teori dan pengetahuan yang ada saat ini masih belum jelas sepenuhnya. Data juga diperlukan dari percobaan partikel energi-tinggi untuk membuktikan versi model ilmiah mana yang saat ini lebih kemungkinan benar - secara khusus memilih antara Model Standar dan Model Higgsless dan untuk memvalidasi prediksi mereka dan memungkinkan pengembangan teoretis lebih lanjut. Banyak pakar memperkirakan fisika baru diatas Model Standar akan muncul pada tingkat energi TeV, karena Model Standard terlihat kurang memuaskan. Beberapa masalah yang mungkin digali dengan tumbukan LHC diantaranya:[16][17]

Pertanyaan terbuka lainnya yang mungkin dapat digali dengan tumbukan partikel energi-tinggi:

Desain

LHC adalah pemercepat partikel terbesar sedunia.[30][31] Penumbuk ini terletak dalam sebuah terowongan berbentuk lingkaran, dengan total panjang , dan kedalaman bervariasi antara di bawah tanah.

Terowongan sepanjang berlapis beton, dibangun tahun 1983-1988, sebelumnya pernah digunakan menjadi rumah Penumbuk Elektron-Positron Besar.[32] Terowongan ini memotong perbatasan antara Swiss dan Prancis di 4 titik, tetapi sebagian besar ada di Prancis. Bangunan di permukaan memegang perlatan pendukung seperti kompresor, peraltan ventilasi, kontrol elektronik, dan pendinginan.

Terowongan penumbuk berisi 2 beamline (atau beam pipes) yang diletakkan sejajar dan berpotongan di 4 titik, masing-masing berisi sebuah beam, yang melintas dengan arah berlawanan disekitar cincin. Ada sejumlah yang menjaga agar beam tetap pada lintasan melingkarnya (lihat gambar[33]), dan ada tambahan yang digunakan untuk menjaga beam tetap fokus, dan kuadrupol magnet yang dekat dengan titik perpotongan dibuat lebih kuat agar memaksimalkan kemungkinan interaksi diamana kedua beam berpotongan. Magnet dengan kelipatan multikutub yang lebih tinggi digunakan untuk memperbaiki ketidaksempurnaan kecil pada geometri medan. Total, ada sekitar yang terpasang, dengan dipol magnet memiliki massa total lebih dari 27 ton.[34] Sekitar 96 ton superfluida helium-4 diperlukan untuk menjaga magnet, yang terbuat dari niobium-titanium berlapis tembaga, agar tetap pada suhu operasinya di , menjadikan LHC sebagai fasilitas kriogenik terbesar sedunia.

Dengan beroperasi pada energi saat ini 6.5 TeV per proton,[35] satu atau 2 kali sehari, proton dipercepat dari 450 GeV menjadi 6.5 TeV, medan dipol magnet superkonduktor akan meningkat dari 0,54 menjadi . Tiap proton memiliki energi sebesar 6.5 TeV, sehingga energi total tumbukannya adalah 13 TeV. Dengan energi ini, proton memiliki faktor Lorentz sebesar 6.930 dan bergerak dengan kecepatan , atau sekitar lebih lambat dari laju cahaya (c). Dibutuhkan waktu kurang dari untuk sebuah proton untuk sekali mengelilingi cincin utama – sekitar per detik. Tidak menggunakan beam kontinu, melainkan proton dikumpulkan bersama menjadi , dengan pada tiap ikatannya, sehingga interaksi antara kedua beam berlangsung dengan interval diskret, sekitar , menghasilkan laju tumbukan 40 MHz. Luminositas desain LHC adalah 1034 cm−2s−1,[36] yang pertama kali dicapai bulan Juni 2016.[37]

Sebelum diinjeksikan ke pemercepat utama, partikel dipersiapkan dengan beberapa sistem untuk meningkatkan energinya. Sistem pertama adalah pemercepat partikel linear LINAC 2 yang menghasilkan proton 50-MeV, yang kemudian masuk ke Proton Synchrotron Booster (PSB). Di sini proton dipercepat menjadi 1.4 GeV dan diinjeksikan ke Proton Synchrotron (PS), di mana dipercepat lagi menjadi 26 GeV. Akhirnya Super Proton Synchrotron (SPS) digunakan untuk meningkatkan energinya menjadi 450 GeV sebelum akhirnya diinjeksikan (pada periode waktu beberapa menit) ke cincin utama. Di sini proton dikumpulkan, dipercepat (dengan periode ) ke puncak energinya, dan akhirnya disirkulasi selama 5 sampai dan tumbukan terjadi pada 4 titik perpotongan.[38]

Program fisika LHC utamanya adalah tumbukan proton–proton. Namun, selama periode waktu pendek, biasanya sebulan dalam setahun, ada juga percobaan tumbukan ion-berat. Meski ion ringan juga dipergunakan, skema dasarnya menggunakan ion timbal[39] (lihat Percobaan Tumbukan Ion Berat). Ion timbal pertama dipercepat dengan pemercepat linear LINAC 3, dan Low Energy Ion Ring (LEIR) digunakan sebagai penyimpan ion dan unit pendingin. Ion ini kemudian dipercepat lagi dengan PS dan SPS sebelum diinjeksikan ke cincin LHC, di mana energi yang dicapai adalah 2.3 TeV per nukleon (atau 522 TeV per ion),[40] lebih tinggi daripada energi yang dicapai oleh Penumbuk Ion Berat Relativistik. Tujuan program ion-berat adalah untuk meneliti plasma kuark–gluon, yang pernah eksis pada waktu awal alam semesta.

Pranala luar

Referensi

  1. The Large Hadron Collider. cern.ch.
  2. Roger Highfield. Large Hadron Collider: Thirteen ways to change the world. The Daily Telegraph. 16 September 2008.
  3. CERN LHC sees high-energy success. BBC News. 30 March 2010.
  4. CERN Press Office. LHC to run at 4 TeV per beam in 2012. CERN. 13 February 2012.
  5. LHC smashes energy record with test collisions. BBC News.
  6. sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  7. Cian O'Luanaigh. Proton beams are back in the LHC. CERN: Accelerating science. CERN.
  8. Large Hadron Collider turns on 'data tap'. BBC News.
  9. Missing Higgs. CERN. 2008.
  10. Towards a superforce. CERN. 2008.
  11. What is the Worldwide LHC Computing Grid?. CERN. January 2011.
  12. Welcome. CERN. January 2011.
  13. Hunt for Higgs boson hits key decision point - Technology & science - Science - NBC News. msnbc.com.
  14. Worldwide LHC Computing Grid main page 14 November 2012: "Kolaborasi global lebih dari 170 pusat komputasi di 36 negara ... untuk menyimpan, mendistribusikan, dan menganalisis ~25 Petabyte (25 juta Gigabyte) data per tahun yang dihasilkan oleh Penumbuk Hadron Raksasa"
  15. What is the Worldwide LHC Computing Grid? (Public 'About' page) 14 November 2012: "Currently WLCG is made up of more than 170 computing centers in 36 countries...The WLCG is now the world's largest computing grid"
  16. G. F. Giudice. A Zeptospace Odyssey: A Journey Into the Physics of the LHC. Oxford University Press. 2010. ISBN 978-0-19-958191-7.
  17. Brian Greene. The Origins of the Universe: A Crash Course. The New York Times. 11 September 2008.
  18. "... in the public presentations of the aspiration of particle physics we hear too often that the goal of the LHC or a linear collider is to check off the last missing particle of the Standard Model, this year's Holy Grail of particle physics, the Higgs boson. The truth is much less boring than that! What we're trying to accomplish is much more exciting, and asking what the world would have been like without the Higgs mechanism is a way of getting at that excitement." – Chris Quigg. Nature's Greatest Puzzles. 2005.
  19. Why the LHC. CERN. 2008.
  20. Zeroing in on the elusive Higgs boson. US Department of Energy. March 2001.
  21. "Accordingly, in common with many of my colleagues, I think it highly likely that both the Higgs boson and other new phenomena will be found with the LHC."..."This mass threshold means, among other things, that something new – either a Higgs boson or other novel phenomena – is to be found when the LHC turns the thought experiment into a real one."Chris Quigg. The coming revolutions in particle physics. Scientific American. February 2008. hlm. 38–45.
  22. Shaaban Khalil. Search for supersymmetry at LHC. Contemporary Physics. 2003. Vol. 44 (3). hlm. 193–201. doi:10.1080/0010751031000077378.
  23. Alexander Belyaev. Supersymmetry status and phenomenology at the Large Hadron Collider. Pramana. 2009. Vol. 72 (1). hlm. 143–160. doi:10.1007/s12043-009-0012-0.
  24. Anil Ananthaswamy. In SUSY we trust: What the LHC is really looking for. New Scientist. 11 November 2009.
  25. Lisa Randall. Extra Dimensions and Warped Geometries. Science. 2002. Vol. 296 (5572). hlm. 1422–1427. doi:10.1126/science.1072567.
  26. Panagiota Kanti. Black Holes at the LHC. Lecture Notes in Physics. 2009. Vol. 769. hlm. 387–423. doi:10.1007/978-3-540-88460-6_10. ISBN 978-3-540-88459-0.
  27. CERN. Heavy ions and quark-gluon plasma. 18 July 2012.
  28. LHC experiments bring new insight into primordial universe. CERN. November 26, 2010.
  29. G. Aad. Observation of a Centrality-Dependent Dijet Asymmetry in Lead-Lead Collisions at = 2.76 TeV with the ATLAS detector at the LHC. Physical Review Letters. 13 December 2010. Vol. 105 (25). hlm. 252303. doi:10.1103/PhysRevLett.105.252303.
  30. sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  31. Joel Achenbach. The God Particle. National Geographic Magazine. March 2008.
  32. The Z factory. CERN. 2008.
  33. 100 Years of Subatomic Physics. World Scientific. 2013. doi:10.1142/8605. ISBN 978-981-4425-80-3.
  34. Stephen Myers. The Large Hadron Collider 2008-2013. International Journal of Modern Physics A. 4 October 2013. Vol. 28 (25). hlm. 1330035–1–1330035–65. doi:10.1142/S0217751X13300354.
  35. First successful beam at record energy of 6.5 TeV. 2015-04-10.
  36. Operational Experience of the ATLAS High Level Trigger with Single-Beam and Cosmic Rays.
  37. LHC morning meeting: June 27, 2016 , slide 14
  38. Jörg Wenninger. Operational challenges of the LHC. November 2007. hlm. 53.
  39. Ions for LHC (I-LHC) Project. CERN. 1 November 2007.
  40. Opinion: A new energy frontier for heavy ions. 2015-11-24.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29343400 (2026-06-14T01:42:06Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.