Bagaimana Antimateri Dibuat?

Pada bulan Oktober 1955, halaman depan New York Times berbunyi: “Partikel Atom Baru Ditemukan; Disebut Proton Negatif”. Meskipun antielektron, yang dikenal sebagai positron), ditemukan lebih dari dua dekade sebelumnya, pada tahun 1932, penemuan antiproton membuktikan bahwa seluruh gagasan antimateri bukanlah kebetulan, dan bahwa semua jenis materi memang memiliki kembaran jahat. Antimateri adalah bentuk materi yang identik dengan materi konvensional kecuali memiliki muatan yang berlawanan, dan musnah saat bersentuhan dengan materi biasa, melepaskan sejumlah energi seperti yang ditentukan oleh persamaan Einstein yang terkenal, E=MC2.

Seluruh era akselerator partikel energi tinggi dimulai dalam upaya untuk menemukan antiproton. Sejak penemuan positron, fisikawan menduga antiproton itu ada. Mereka membangun siklotron yang menyelidiki energi yang semakin tinggi untuk melihat apakah antiproton dapat ditemukan.

Pada tahun 1954, fisikawan pemenang Hadiah Nobel Earnest Lawrence membangun Bevatron di Berkeley, California, sebuah akselerator partikel masif yang dapat bertabrakan bersama dua proton pada 6.2 GeV (giga-elektron-volt), diprediksi sebagai kisaran ideal untuk penciptaan antimateri. Sekitar 6.2 GeV ke atas, partikel bertabrakan dengan energi yang sangat besar sehingga materi baru tercipta. Ini adalah konsekuensi dari E=MC2 — menghasilkan energi yang cukup, dan produksi materi terjadi kemudian. Ketika materi baru dibuat dari ketiadaan, ia terbentuk dalam jumlah partikel dan antipartikel yang sama. Medan magnet dapat menyedot antiproton yang bermuatan negatif, dan mereka dapat dideteksi. Ini adalah bagaimana antimateri harus dibuat.

Bertahun-tahun kemudian, di CERN pada awal 1990-an, para ilmuwan berhasil menciptakan antiatom pertama — khususnya antihidrogen. Ini dilakukan dengan mempercepat antiproton pada kecepatan relativistik bersama atom konvensional. Dalam kasus tertentu, ketika melewati dekat dengan inti atom, energi mereka akan cukup untuk memaksa penciptaan pasangan elektron-antielektron. Sesekali, antielektron kemudian akan berpasangan dengan antiproton yang lewat, menciptakan satu atom antihidrogen. Pada tahun 1995, CERN mengkonfirmasi bahwa ia telah berhasil menciptakan sembilan atom antihidrogen. Era pembuatan antimateri sejati telah dimulai.

Sayangnya, penggunaan untuk produksi antimateri terbatas. Itu dibuat pada inefisiensi yang luar biasa sehingga membuat jumlah besar akan menguras catu daya seluruh planet. Inilah sebabnya mengapa kita tidak perlu takut dengan penciptaan hipotetis bom antimateri — teknologinya tidak layak. Di masa depan yang jauh, antimateri dapat dianggap sebagai bentuk penyimpanan energi yang efisien untuk perjalanan antarbintang yang jauh. Untuk hampir semua aplikasi, baterai akan lebih unggul, tetapi untuk aplikasi khusus ketika Anda ingin menjebak berton-ton energi di ruang kecil, antimateri bisa jadi menarik.