Peluruhan protonapakah proton mati?

Apakah proton meluruh? Super-Kamiokande belum pernah melihat satu pun proton meluruh, sehingga umur proton diperkirakan di atas 10³⁴ tahun. Apakah proton meluruh sama sekali bergantung pada teori medan terpadu besar yang belum terkonfirmasi. Akhir “Peluruhan proton” dalam game meminta pemain menunggu di ujung alam semesta dan menyaksikan proton terakhir meluruh. Ini akhir yang butuh penantian sungguhan, dan syarat membukanya mencakup "tunggu 24 jam di dunia nyata".

Halaman ini lebih dulu menjelaskan cara membukanya, lalu keadaan nyata peluruhan proton, lalu riset fisika partikel yang terkait: kuark, antimateri, mengapa materi lebih banyak daripada antimateri, dan neutrino.

Cara membukanya

• Petunjuk: Sebagian akhir hanya bisa dicapai dengan menunggu sungguhan.
• Syarat: Buka “Proton terakhir”, saksikan akhir alam semesta, lalu tunggu 24 jam di dunia nyata.
• Hadiah: Membuka simpul takdir “Pabrik kosmik” di rasi Energi.

Akhir ini masuk kategori Fisika. Deskripsi simpul “Proton terakhir” adalah memilih tinggal di ujung alam semesta dan menyaksikan proton terakhir meluruh. Akhir ini mensyaratkan penantian nyata 24 jam. Penantian itu pilihan desain game, bukan tuntutan eksperimen fisika mana pun.

Keadaan yang sebenarnya

• Belum pernah terlihat: Super-Kamiokande belum pernah melihat proton meluruh.
• Batas umur: Umur proton di atas 10³⁴ tahun.
• Bergantung pada apa: Apakah proton meluruh bergantung pada teori medan terpadu besar yang belum terkonfirmasi.

Dalam gambaran masa depan jauh alam semesta, peluruhan proton adalah sebuah "mungkin". Satu studi menghitung nasib alam semesta triliunan tahun ke depan dan sesudahnya: bintang-bintang padam, proton mungkin meluruh, dan lubang hitam akhirnya menguap (Adams dan Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997). Penguapan lubang hitam berasal dari penemuan lain: efek kuantum membuat lubang hitam memancarkan energi dengan lambat, jadi lubang hitam tidak abadi (Hawking, Nature, 1974).

Apa isi proton

• Model kuark: Murray Gell-Mann mengusulkan bahwa proton dan neutron tersusun dari "kuark" yang lebih kecil, sehingga kebun binatang partikel menjadi tertata (Gell-Mann, Physics Letters, 1964).
• Kebebasan asimtotik: Makin dekat kuark, makin lemah interaksinya; makin jauh, makin kuat mereka ditarik bersama. Ini menjelaskan mengapa kuark selalu terkurung (Gross dan Wilczek, Physical Review Letters, 1973).
• Cairan sempurna: Tumbukan ion berat menciptakan kembali plasma kuark–gluon dari beberapa mikrodetik pertama alam semesta, dan plasma itu berperilaku seperti cairan yang nyaris tanpa kekentalan (Kolaborasi STAR, Nuclear Physics A, 2005).

Mengapa materi lebih banyak daripada antimateri

• Syarat Sakharov: Andrei Sakharov mendaftar tiga syarat yang dibutuhkan agar alam semesta menghasilkan lebih banyak materi daripada antimateri, dan syarat itu masih menjadi titik awal riset (Sakharov, JETP Letters, 1967).
• Pelanggaran CP: Peluruhan meson K (kaon) menunjukkan bahwa hukum fisika untuk materi dan antimateri tidak simetris sempurna (Christenson, Cronin, Fitch dan Turlay, Physical Review Letters, 1964).
• Persamaan Dirac: Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dan relativitas untuk menggambarkan elektron, dan solusi persamaannya tanpa disangka meramalkan antimateri (Dirac, Proceedings of the Royal Society A, 1928).
• Positron: Carl Anderson memotret elektron bermuatan positif dalam sinar kosmik, pertama kalinya manusia melihat antimateri (Anderson, Physical Review, 1933).

Neutrino

Setelah menunggu bertahun-tahun di samping reaktor nuklir, para peneliti akhirnya menangkap "partikel hantu" yang nyaris tidak berinteraksi dengan apa pun ini (Cowan, Reines dkk., Science, 1956). Detektor Super-Kamiokande kemudian menemukan bahwa neutrino berganti-ganti di antara tiga jenis, yang berarti neutrino punya massa (Fukuda dkk., Physical Review Letters, 1998). Super-Kamiokande juga detektor yang sama yang "belum pernah melihat proton meluruh".

Semua yang di atas adalah riset nyata yang terkait. Ini latar belakang fisika partikel, dan tidak bisa membuktikan maupun menyingkirkan peluruhan proton.

Fiksi game, bukan nyata

Kata-kata yang ditinggalkan peluruhan proton adalah fiksi.

Ingin membaca aslinya? Cari judul-judul ini

• Gell-Mann (1964): "A schematic model of baryons and mesons"
• Gross dan Wilczek (1973): "Ultraviolet behavior of non-abelian gauge theories"
• Sakharov (1967): "Violation of CP invariance, C asymmetry, and baryon asymmetry of the universe"
• Christenson dkk. (1964): "Evidence for the 2π decay of the K2 0 meson"
• Dirac (1928): "The quantum theory of the electron"
• Anderson (1933): "The positive electron"
• Cowan, Reines dkk. (1956): "Detection of the free neutrino: a confirmation"
• Fukuda dkk. (1998): "Evidence for oscillation of atmospheric neutrinos"
• Kolaborasi STAR (2005): "Experimental and theoretical challenges in the search for the quark–gluon plasma"
• Hawking (1974): "Black hole explosions?"
• Adams dan Laughlin (1997): "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"