Berikut fungsi gelombang yang diwakili dengan menggambarkan sifat
identitas dari kesimetrian partikel Boson identitas
:
2 ,
1
=
1 ,
2
simetris Fermion identitas
:
2 ,
1
= -
1 ,
2
antisimetris 2.1
2.1.2 Kuark dan Lepton
Sekarang ini fakta yang menunjukkan zat dibentuk dari dua bentuk fermion yang fundamental, yang disebut kuark dan lepton.
2.1.2.1 Kuark
Kuark adalah salah satu grup partikel sub-atomik diyakini menjadi salah satu unsur dasar materi. Dengan cara yang sama bahwa proton dan neutron membentuk inti atom,
partikel-partikel ini sendiri diduga terdiri dari quark. Kuark merupakan semua hadron baryons dan meson - yaitu, semua partikel yang berinteraksi melalui gaya kuat, gaya
yang mengikat komponen-komponen inti. Sepanjang tahun 1960-an fisikawan teoritis, mencoba untuk memperhitungkan
jumlah tumbuh-partikel subatomik yang pernah diamati dalam eksperimen, mempertimbangkan kemungkinan bahwa proton dan neutron tersusun dari unit yang
lebih kecil dari materi. Pada tahun 1961 dua fisikawan, Murray Gell-Mann dari Amerika Serikat dan Yuval Ne `Eman Israel, mengusulkan skema klasifikasi partikel
disebut Jalan Delapan, yang menggambarkan partikel berinteraksi kuat dalam hal blok bangunan. Gell memberikan gambaran sederhana di mana semua meson disajikan
sebagai terdiri dari kuark dan antikuark sebuah dan semua baryon sebagai terdiri dari tiga kuark.
Menurut teori yang berlaku, kuark memiliki massa dan spin kuark tampaknya benar-benar mendasar. Mereka tidak memiliki struktur yang jelas, yaitu, mereka tidak
dapat diselesaikan menjadi sesuatu yang lebih kecil. Kuark tampaknya selalu terjadi dalam kombinasi dengan kuark lain atau antikuark, tidak pernah sendirian. Untuk
fisikawan tahun telah berusaha untuk mengeluarkan kuark dari baryon dalam
Universitas Sumatera Utara
eksperimen dengan akselerator partikel untuk mengamati hal itu dalam keadaan bebas tetapi belum berhasil melakukannya.
Kuark membawa muatan listrik
e 3
2
dan
e 3
1
. Kuark-kuark ini tersusun dalam beberapa jenis atau flavor, yang dibedakan dengan tanda bilangan kuantum
internal dan dilambangkan dengan u, d, s, c, b, t. Kuark-kuark u up, c charm dan t top membawa muatan listrik positif
e 3
2
. Kuark-kuark d atau down , sstrange dan b bottom yang membawa muatan listrik
e 3
1
. Berikut diberikan tabel mengenai muatan dan massa kuark berdasarkan partikel data grup PGD
Tabel 2.1 Keluarga kuark dan sifat-sifatnya berdasarkan PDG Kuark
Muatan e Massa
2
c MeV
d
u
s
c
b
t
3 1
3 2
3 1
3 2
3 1
3 2
3 – 7
1,5 – 3
95 25
1250 90
4700 70
174200 3300
Tidak seperti lepton, hadron mengalami tiga interaksi yakni interaksi kuat, interaksi lemah dan juga mengalami interaksi elektromagnetik. Keluarga dari hadron
terdiri atas meson dan barion. Meson merupakan partikelyang tersusun dari pasangan kuark dan antikuark, anggota dari meson sendiri terdiri dari meson bermuatan dan
meson netral atau bermuatan 0 yaitu antara lain partikel pion bermuatan
-meson dan pion netral
-meson, partikel kaon
K -meson dan K -meson ,serta partikel
-meson yang bermuatan 0, sedangkan baryon merupakan partikel yang tersusun dari
Universitas Sumatera Utara
tiga buah kuark, anggota dari barion yaitu nukleon yang terdiri atas proton dan neutron. Baryon yang lebih besar dari neutron disebut hiperon dan semuanya tak
mantap dengan waktu peluruhan kurang dari 10
-9
detik. Empat kelas hiperon yaitu
lamda, sigma, ksi,dan
omega, berbagai hiperon dapat meluruh dengan berbagai cara, tetapi hasil akhir selalu memuat proton dan neutron.
Hadron adalah partikel yang berinteraksi kuat yang terdiri atas dua tipe kombinasi kuark yaitu :
Baryon = QQQ
tiga kuark Meson =
Q Q
pasangan kuark-antikuark
Kenyataannya bahwa dua dan hanya dua kombinasi kuark yang terjadi yang dapat dihitung secara sukses dengan teori antar kuark. Beberapa contoh baryon dan
meson dapat dilihat seperti berikut Baryon
Meson
uud
= proton d
u =
pion
udd
= neutron d
s = K kaon
uds
=
lambda hyperon c
c = -meson
Tabel 2.2 Tabel keluarga meson dan penyusunnya Partikel
Komposisi kuark
d
u
d
u
c
c
c
K s
u
K s
u K
s d
K s
d
D d
c D
u c
F s
c D
u c
D d
c
F s
c
d
u
d
u
Universitas Sumatera Utara
s
s
c c
K s
u
K s
u K
s d
K s
d
D d
c D
u c
F s
c D
u c
D d
c
F s
c Seperti yang disebutkan bahwa baryon terdiri atas tiga kuark. Berikut ini akan
diberikan tabel keluarga baryon beserta penyusunya.
Tabel 2.3 Keluarga baryon Partikel
Komposisi kuark p
uud n
udd
uus
dds
uss
dss
1
C cuu
1
C cud
1
C cdd
d
X
ccd
s
X
ccs S
csd
S csu
A csu
T css
Partikel kuark tidak pernah bertindak sebagai partikel bebas. Kuark hanya dapat eksis berduaan membentuk meson atau bertiga membentuk baryon. Berdasarkan
teori kuark Gell-Mann ini, baryon tersusun atas tiga buah kuark sedangkan meson terdiri atas kuark dan antikuark. Proton karena bermuatan listrik +1 dan berspin 12
Universitas Sumatera Utara
tersusun dari dua kuark u dengan spin berlawanan dan sebuah kuark d. Neutron terdiri dari dua kuark d dengan spin berlawanan dan sebuah kuark u, seperti yang
diperihatkan pada gambar 2.1.
u
d u
d u
d
proton p neutron n
Gambar 2.1 Struktur kuark proton dan neutron
2.1.2.2 Lepton
