Menyingkap Rahasia Agung Al-Qur`an tentang Partikel Elementer Karya Tulis Ilmiah Al-Qur`an Diperlombakan dalam MTQ 2013 tingkat nasional di Padang, Sumatera Barat Disusun oleh: Muzakkiy Putra M. A.0906516455 Ihda Husnayani0906516360 Muhammad Iqbal1006659161 Universitas Indonesia Depok Juni 2013 Lembar PengesahanKaryaTulis llmiahAl-Quianl.JudulKarya Tulis : MenyingkapRahasiaAgung Al-Qur'antentangPartikel Elementer2. Nama Kegiatan: Musabaqah Tilawatil Qur'an MahasiswaNasional20133. JenisLomba: LombaKaryaTulisAl-Qur'an4. KetuaPelaksanaKegiatana. Namalengkap: MuzakkiyPutraM.A.: 0906516455: FisikaNuklir dan Partikel: Matematika danIlmu PengetahuanAlame.Universitas: Universitas Indonesiaf. Alamat rumah : JalanH. UngRT04 RW03 D. 37, Utan Panjang,Kemayoran,JakartaPusat,10650,HP 08561942216h. Alamatemail : muzakkiv.putra@sci.ui.ac.id5. Anggota:2orang6. Dosen Pembimbinga.Namalengkap : Dr. Agus Salamb. NIP: 19691,1291997021001c. Alamatrumah : GemaPesona EstateBlok. AD no.6, F{P 085885099464e. Alamatemail : agussalam@yahoo.comb. NPMc. Jurusand. FakultasDoseq.Pembimbingft*DlfzusSalamNrP.19691t29199702rc01r,tlffiga*4qIVn ''"1tDepok,10 Juni 2013NPM.0906516455.0548050277ii KATA PENGANTAR Alhamdulillah washshalaatu wassalaamu alaa Rasuulillah wa alaa `aalihi wa ashhaabihiwamantabiahumbiihsaaninilaayaumilqiyaamah,ammabadu. Segala puji bagi Allah yang telah menciptakan langit dan bumi dengan begitu terartur dan sempurna. Shalawat serta salam semoga selalu tercurah kepada Nabi Muhammad shallalahu alaihi wasallam yang telah memotivasi ummatnya untuk selalu menuntut ilmu,besertaparakeluarga,sahabat,danumatbeliauyangsenantiasaistiqamah berada di atas sunnahnya. DidalamAl-Qur`an,adabanyakayatyangmendorongmanusia,khususnya kaummuslimin,untukmentadabburiayat-ayatkauniyahyangadadialamsemesta. Sebagai fisikawan muslim, kami merasa sangat terpanggil untuk mengamalkan ayat-ayat tersebut. Kami dapati bahwa ilmu pengetahuan, khususnya fisika, ternyata dapat menguaktanda-tandakebesaranSangPencipta.Karyatulisinikamibuatsebagai salahsatuupayadalammenyampaikansalahsatubuktikebesaranAllahAzzawa Jalla mengenai partikel elementer. Kamiucapkanterimakasihkepadaparadosenfisikanuklirdanpartikel Universitas Indonesia; Prof. Dr. Terry Mart, Dr. Imam Fachruddin, Dr. Agus Salam, Dr.AntoSulaksono,Dr.L.T.Handoko,danteman-temanseniorlaboratoriumfisika teoriFMIPAUI;HandikaS.Ramadhan,Ph.D,Dr.ArdianAtmaja,Khalid Patmawijaya,S.Si,sertateman-temansejawatfisikateorilainnyayangtidakdapat kami sebutkan satu persatu. Semoga tulisan ini dapat menggugah semangat kita untuk mempelajari fisika nuklir dan partikel dengan lebih baik. Dan juga, semoga tulisan ini membuatkitasemakinmenyadarikebesarandankeagunganAllahAzzawaJalla serta kebenaran wahyu-Nya. Depok, 10 Juni 2013 Tim Penyusun iii DAFTAR ISI Lembar Pengesahani Kata Pengantar...ii Daftar Isi...iii Daftar Gambar..iv BAB 1. PENDAHULUAN...1 1.1. Latar Belakang ..1 1.2. Tujuan...... .4 1.3. Metode Penulisan.......4 BAB 2. PEMBAHASAN..5 2.1. Tinjauan Pustaka....5 2.2. Makna dan Tafsir Dzarrah....7 2.3. Sesuatu yang Lebih Kecil dari Dzarrah......11 2.4. Pencarian Partikel Elementer: Fisika Partikel.12 2.5. Sesuatu yang Besar di Balik Sesuatu yang Kecil....15 2.6. Aplikasi Partikel Elementer (Dzarrah)....18 2.6.1.Teknologi Berbasis Elektron (Elektronika).18 2.6.2.Teknologi Berbasis Foton (Fotonika)..22 2.7. Hikmah Mempelajari Partikel Elementer....24 BAB 3. KESIMPULAN.28 Daftar Pustaka......29 Data Riwayat Hidup....30 iv DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Seluruh materi yang ada di alam semesta tersusun dari partikel-partikel elementer. (Sumber: http://particleadventure.org) ..13 Gambar 2.2. Proton tersusun dari quark up, up, down. Sedangkan neutron tersusun dari quark up, down, down.(Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Proton) ...15 Gambar 2.3. Semua materi yang ada di alam semesta, mulai dari materi berukuran besar seperti bintang dan planet, hingga materi berukuran kecil seperti molekul dan atom, tersusun dari partikel elementer. (Sumber: http://www.herenow4u.net) ..17 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Apa yang pertama kali Anda pikirkan ketika mendengar kata fisika partikel? JikaAndaberpendapatbahwaiaadalahsesuatuyangpentingdanbermanfaat, maka kami ucapkan selamat karena Anda termasuk satu dari sangat sedikit orang yangtelahmenyadarinya.Namun,jikaAndaberpendapatsebaliknyabahwaia tidak penting, tidak aplikatif, atau mungkin Anda belum tahu sama sekali tentang fisikapartikel,sekarangAndasedangmembacatulisanyangInsyaAllahakan memperkenalkanAndadenganfisikapartikeldanmengubahpendapatAnda tentangnya. Fisika partikel adalah bagian yang tak terpisahkan dari ilmu fisika yang luas. Iaadalahcabangilmufisikayangkhususmempelajaripartikel-partikelsub-atomiksepertiprotondanneutron,danpartikelelementerataufundamental (partikelyangtidakdapatdibagilagi,tidaktersusundaripartikellain)seperti elektron dan quark. Oleh karena itu, pentingnya fisika partikel adalah sama seperti pentingnyafisikasecaraumum.JikaAndabahkanberpikirbahwafisikasecara umumtidakpentingatautidakterlalubermanfaat,makakamisarankanAnda untuk segera mengubah persepsi tersebut. Fisika,dalamperkembangannya,memangbanyakdiwarnaidengan anggapansebelahmataolehsebagianmasyarakat.Dahulu,ketikaMaxwell mengemukakanteorielektromagnetikpadatahun1865,sebagianmasyarakat menganggap teori tersebut tidak penting dan tidak aplikatif. Namun, tidakkah saat iniAndamenyadaribahwaalat-alatelektroniksepertilampu,televisi,radio,dan yanglainnya,merupakanbuahdariteorielektromagnetik?Jikateori elektromagnetiktidakpernahditemukan,lilinakanselamanyamenjadialat penerangan kita di malam hari. Tidakkah Anda juga menyadari bahwa laptop dan komputer yang Anda gunakan merupakan buah dari teori semikonduktor? Bahwa GPS(GlobalPositioningSystem)yangbiasaadadismartphonesepertiandroid merupakanaplikasidariteorirelativitasumumyangdikemukakanolehAlbert Einstein? Teori elektromagnetik, semikonduktor, dan relativitas umum adalah tiga dari sekian banyak capaian penting dalam ilmu fisika. 2 Maka,cabang-cabangilmufisikayangsaatinimungkinbelumtampak manfaatdanaplikasinya,sepertifisikapartikel(walaupuntidaksepenuhnya demikiankarenafisikapartikeltelahnyatamanfaatdanaplikasinya),siapatahu cabang tersebut akan membawa manfaat yang besar di kemudian hari. Allah Azza wa Jalla sendiri yang menjamin bahwa semuayang diciptakan-Nya baik di bumi maupundilangitadalahuntukmanusiadantentunyaciptaantersebutpasti memiliki manfaat bagi kehidupan, sebagaimana dinyatakan dalam firman-Nya: > _.] _l> >l !. _ _ !-,.> . _.`. _|| ,!..l _.._,. ,...> _>, ,`_: ,l. __ Artinya:Dia-lahAllah,yangmenjadikansegalayangadadibumiuntukkamu danDiaberkehendak(menciptakan)langit,laludijadikan-Nyatujuhlangit.Dan Dia Maha Mengetahui segala sesuatu. (QS. Al Baqarah: 29). Juga dalam firman-Nya : _| _ _l> ,...l _ .l.> _,l !.l ., _|` .,l_ _.] `., `., _ _l>,.,.l _ !.`, !. 1l> ..> L., ,..>,. !.1 ,.s !.l _ Artinya: Sesungguhnya dalam penciptaanlangit dan bumi, dan silih bergantinya malamdansiangterdapattanda-tandabagiorang-orangyangberakal,(yaitu) orang-orangyangmengingatAllahsambilberdiriataududukataudalamkeadan berbaringdanmerekamemikirkantentangpenciptaanlangitdanbumi(seraya berkata): Ya Tuhan Kami, Tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha Suci Engkau, maka peliharalah kami dari siksa neraka. (QS Ali Imran: 190-191) HuruflaamdalamkatalakumpadaSuratAl-Baqarahayat29berfungsi sebagailaamat-taliil,yaitupenunjuksebabatautujuansehinggaayatini menjelaskankepadakitasebabdantujuandaripenciptaansemuayangadadi langitdanbumi,bahwasemuanyadiciptakanuntuk(keperluan)manusia,untuk mereka manfaatkan dan kelola dengan baik. Oleh karena itu, setelah ayat ini (ayat 30)berbicaratentangpengangkatanNabiAdamalaihissalam,manusiapertama, sebagai khalifah yang akan memanfaatkan dan mengelola ciptaan-Nya. 3 Selainuntukdikeloladandimanfaatkandenganbaikolehmanusia,Allah AzzawaJallamenciptakansemuayangadadilangitdandibumijugauntuk dipelajariolehparahamba-Nya.SuratAli-Imranayat190-191menjadidalilatas hal ini. Ayat 190 menjelaskan bahwa dalam penciptaan langit dan bumi ada tanda-tandakekuasaan-Nyayanghanyaakandisadariolehulilalbab.Definisidariulil albabkemudiandijelaskanpadaayatselanjutnya,yaituorang-orangyang berdzikir kepada Allah dalam segala kondisi, serta bertafakkur, yaitu memikirkan danmempelajaripenciptaanlangitdanbumisehinggatampaklahbaginya keteraturandankesempurnaandalampenciptaanitusertakebesaranRabbyang telah menciptakan keduanya. Fisikadengansegalacabangnyaadalahsalahsatudarisekianbanyakilmu yangmempelajariciptaanAllahAzzawaJalla.Mempelajarinyatermasuksalah satucaramengamalkanayatini.Melaluifisika,AllahAzzawaJallamembantu manusiamemahamifenomena-fenomenayangadadilangitdandibumi(alam semesta).Fisikamemilikiperanyangsangatbesardalammenyingkaprahasia-rahasiaalamsemesta,bahkanturutmenyingkapfakta-faktailmiahyangadadi dalam Al-Quran. Salah satu contohnya adalah apa yang ada di dalam Surat Saba` ayat3danSuratYunusayat61yangmengandungrahasiayangberhubungan denganfisikapartikel.Darisisiinisaja,fisikaadalahilmuyangbermanfaatdan tidak akan sia-sia sebab fisika mempelajari sesuatu yang diciptakan tidak sia-sia. DenganmempelajariciptaanAllahAzzawaJalla,baikyangadadilangit maupundibumi,seorangulilalbabakanberkata,Rabbanaamaakhalaqta haadzaabaathilaa,wahaiRabbkami,tidaklahEngkaumenciptakansemuaini sia-sia, bahwa semua itu tidaklah diciptakan sia-sia tanpa tujuan dan manfaat. Ia kemudianberkata,subhaanaka,mahasuciEngkau,karenaterpesonaakan keagungan Sang Pencipta. Bahkan tidak hanya sampai di sini, ia pun melanjutkan dengan doa, fa qinaa adzaabannaar, maka lindungilah kami dari adzab neraka. Mempelajari ciptaan-Nya justru membuatnya semakin tunduk dan bertambah rasa takutnyakepadaAllahAzzawaJalla.SebagaimanatidaksulitbagiAllahAzza waJalladalammenciptakanlangitdanbumi,tidaksulitpulabagi-Nyauntuk menghancurkankeduanya.Kehancurandiduniasajasudahsangatmengerikan, apalagi kehancuran di akhirat (adzab neraka).4 Perkembangan ilmu fisika partikel, khususnya penemuan partikel elementer, telahbanyakmemberikanmanfaatbagiperkembanganilmupengetahuandan penemuanteknologicanggihyangberperanbesarmemberikankemudahandan kesejahteraanhidupmanusia.Beberapacontohmanfaatilmufisikasecaraumum telahdisebutkansebelumnya.Sedangkanmanfaatdaripartikelelementersecara khusus akan dijelaskan di dalam karya tulis ini.Selainmemperolehmanfaataplikatifataumanfaatyangbersifatmateri, mempelajarifisikapartikeljugamemberikanhikmahataumanfaatnon-materi yang jauh lebih penting untuk meningkatkan kualitas hidup, seperti manfaat dalam hal memperbaiki paradigma/pandangan hidup dan meningkatkan ketenangan serta kebahagiaan dalam hidup. Bahkan, kebermanfaatan apa lagi yang lebih besar dari manfaat meningkatnya iman terhadap sang Pencipta? Bukankah iman non-materi? Justrukebermanfaatansepertiinilahyangbersifatsejatidandanmemberikan pengaruh yang besar dalam jangka waktu yang lebih lama (long lasting). 1.2. Tujuan Karya tulis ini bertujuan untuk mengkaji rahasiayang terkandung di dalam suratSabaayat3dansuratYunusayat61tentangpartikelelementer, menjelaskansecarasingkatmengenaiteoriyangmempelajarinya,sertamenggali manfaatnya secara langsung maupun tidak langsung. 1.3.Metode Penulisan Karyatulisinidisusundengancaramenelaahayat-ayatAlQur`anyang mengandungrahasiatentangfisikapartikelsecarakomprehensif,dimulaidengan memberikan tafsir dari ayat-ayat tersebut dari kitab-kitab tafsir yang dikarang oleh para ulama ahli tafsir, menjelaskan faidah-faidahnya, menyingkap rahasia-rahasia yangterkandungdidalamnya,menunjukkankorelasinyaterhadapbidangfisika partikel,menunjukkanmanfaataplikatifnya,sertamenggalihikmahdari mempelajaribidang ini. 5 BAB 2 PEMBAHASAN 2.1. Tinjauan Pustaka Sebagaimanayangtelahdisebutkansebelumnya,salahsatuayatAl-Qur`an yang mengandung rahasia adalah Surat Saba` ayat 3 dan Surat Yunus ayat 61. _! _.] ` !..!. s!.l_ _l, _ ..!.l l.s ,-l,'-, .s `_!1.. :: _ ,...l _ _ `-. _. .l: | _ .. _,,. _ Artinya:Danorang-orangyangkafirberkata:"Hariberbangkititutidakakan datang kepada kami". Katakanlah: "Pasti datang, demi Tuhanku yang mengetahui yangghaib,Sesungguhnyakiamatitupastiakandatangkepadamu.Tidakada tersembunyi daripada-Nya sebesar dzarrah-pun yang ada di langit dan yang ada di bumidantidakada(pula)yanglebihkecildariitudanyanglebihbesar, melainkan tersebut dalam kitab yang nyata (Lauh Mahfuzh)". !. `>. _ !: !. l.. .. _. , l.-. _. _.s | !. _>,l.:: :| .,. ,!. ,'-, _s ,, _. _!1.. :: _ _ _,!..l -. _. ,l: | _ .. _,,. _ Artinya: Kamu tidak berada dalam suatu keadaan dan tidak membaca suatu ayat dariAl-Qur`andankamutidakmengerjakansuatupekerjaan,melainkanKami menjadi saksi atasmu di waktu kamu melakukannya. Tidak luput dari pengetahuan Tuhanmu biarpun sebesar dzarrah di bumi ataupun di langit. tidak ada yang lebih kecil dan tidak (pula) yang lebih besar dari itu, melainkan (semua tercatat) dalam kitab yang nyata (Lauh Mahfuzh). Mari kita perhatikan bagian berikut ini, !. ,'-, _s ,, _. _!1.. :: _ _ _ ,!..l -. _.,l: | _ .. _,,.6 ...TidakluputdaripengetahuanTuhanmubiarpunsebesardzarrahdibumi ataupun di langit. tidak ada yang lebih kecil dan tidak (pula) yang lebih besar dari itu, melainkan (semua tercatat) dalam kitab yang nyata (Lauh Mahfuzh) Katadzarrahyangadapadaayattersebutmenarikuntukditelusurilebih lanjut. Kata tersebut diulang sebanyak 6 kali dalam Al-Quran: 1.Surah An-Nisa ayat 40 | !-..`, ,`, _. ..] >!.,Ls _ Artinya:SesungguhnyaAllahtidakMenganiayaseseorangwalaupun sebesardzarrah,danjikaadakebaikan(sebesardzarrah),Allahakan melipatgandakannya dan memberikan dari sisi-Nya pahala yang besar. 2.Surah Yunus ayat 61 sebagaimana yang telah disebutkan di atas. 3.Surah Saba ayat 3 sebagaimana yang juga telah disebutkan di atas. 4.Surah Saba ayat 22 _ `s: _.] ,..s _. : !., _. . !. .l .. _. ,L__ Artinya:Katakanlah:"serulahmerekayangkamuanggap(sebagaiTuhan) selainAllah,merekatidakmemiliki(kekuasaan)seberatdzarrah-pundi langitdandibumi,danmerekatidakmempunyaisuatusahampundalam (penciptaan) langit dan bumi dan sekali-kali tidak ada di antara mereka yang menjadi pembantu bagi-Nya." 5.Surah Al-Zalzalah ayat 7-8 _. _.-, _!1.. :: ,> .:, _ _. _.-, _!1.. :: : .:, _ Artinya: (7) Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrah-pun, niscayaDiaakanmelihat(balasan)nya.(8)DanBarangsiapayang mengerjakankejahatansebesardzarrah-pun,niscayaDiaakanmelihat (balasan)nya pula 7 2.2.Makna dan Tafsir dari Dzarrah Kamimerujukkepadaempatmushaf,yaituMushafAl-Qur`anterjemahan BahasaIndonesiayangditerbitkanolehDepartemenAgamaRI,MushafAl-Qur`anterjemahanBahasaIndonesiayangditerbitkanolehKingFahdMadinah, Mushaf terjemahan bahasa Inggris, The Noble Qur`an yang diterbitkan oleh King FahdMadinah,sertaMushafMufradaatulQur`anyangditerbitkanolehBeirut, Libanon. Dalam Mushaf Al-Quran terjemahan Bahasa Indonesia terbitan Departemen AgamaRI,seluruhkatadzarrahdibiarkansajadiartikansebagaidzarrah,tetapi dijelaskanlebihlanjutpadacatatankaki.PadacatatankakiuntukSuratAn-Nisa ayat 40 tertulis Menurut Ath-Thabari, lafaz mitsqala dzarratin maksudnya adalah seukuranatompadatimbangan.Adz-Dzaradalahbendayanglebihkecildari semut.PadacatatankakiuntukSuratSabaayat3dikatakan,Dzarrahadalah jenisyangterkecildarisemut,orangArabmengungkapkansesuatuyangpaling kecil dengan sebutan dzarrah. Begitu juga dalam Mushaf Al-Qur`an terjemahan Bahasa Indonesia terbitan KingFahdMadinah,katadzarrahjugadibiarkansajadiartikansebagaidzarrah. Akantetapi,adasedikitperbedaanpadacatatankakimengenaidzarrah.Pada catatankakiuntukSuratAn-Nisaayat40dikatakan,Dzarrahadalahsesuatu yangterkecildanteringan.CatatankakiuntukSuratSaba`ayat3padamushaf ini sama dengan catatan kaki pada mushaf Departemen Agama. Dalam The Noble Qur`an,seluruhkatadzarrahdiartikansebagaiatom(orsmallant)atausemut kecil dan tidak ada catatan kaki mengenai kata ini. Sedangkan dalam Mushaf Mufradaatul Qur`aan, pada penjelasan Surat An-Nisaayat40dikatakanbahwamitsqaaladzarrahberartimiqdaaraashgari habaa`atinminalhabaa`ial-muntasyirifiljawwi,yangartinyaseukurandebu yang paling kecil dari debu-debuyang berterbangan di udara. Pada Surat Yunus ayat61dikatakanbahwamitsqaaladzarrahberartiwaznuashgharinamlatinaw habaa`atin muallaqatin fil jawwi,yang artinya seberat semutyang sangat kecil ataudebuyangbertebarandiudara.Penjelasandzarrahpada4ayatsisanya senada dengan dua penjelasan ini. 8 Sekarangmarikitaperhatikantafsirdarikatadzarrahmenurutparaulama. ImamAl-Baghawirahimahullahdalamkitabtafsirnya,TafsirAl-Baghawi,pada tafsirSuratAn-Nisaayat41membawakanatsarberikutini,IbnuAbbas radhiyallahuanhumameletakkantangannyaditanah,kemudianiameniupnya seraya berkata: setiap bagian kecil dari debu ini adalahdzarrah sehingga maksud dari ayat tersebut adalah bahwa Allah Azza wa Jalla tidak pernah berbuat zalim, baikdengankezalimanyangsangatkecil,apalagikezalimanyangbesar.Masih dalamtafsirAl-BaghawipadaSuratYunusayat61,Beliaurahimahullah menjelaskan,Mitsqaaladzarrahmaksudnyaadalahseberatatauseukuran dzarrah,dandzarrahadalahsemutmerahyangkecildandzalikadalamayat tersebut merujuk kepada dzarrah. ImamIbnuKatsirrahimahullahmenjelaskanSuratAn-Nisaayat4dalam kitabtafsirnyayangfenomenal,TafsirAl-Qur`anAl-Azhim,AllahAzzawa JallamengabarkanbahwaIatidakmenzhalimiseoranghambapundarihamba-hamba-Nya di hari kiamat walaupun dengan kezalimn sebesar biji sawi tidak juga sebesar dzarrah, seakan-akan beliau rahimahullah menyamakan antara biji sawi dan dzarrah. Beliau juga menjelaskan Surat Yunus ayat 61, Allah mengabarkan Nabi-NyashallallahualaihiwasallambahwasanyaIamengetahuiseluruhhal tentangdia(Nabi)danseluruhhaltentangummatnya,jugaseluruhhaltentang makhluk-makhluk-Nyadisetiapjam,setiapmenit,dansetiapdetik,dan bahwasanyatidakterlewatsedikitpundariilmudanpenglihatan-Nyawalau sekecil dzarrah, baik di langit maupun di bumi, baik yang lebih kecil dari dzarrah maupunyanglebihbesardarinya,semuaitutercatatdidalamkitabyangnyata yaitu Lauh Al-Mahfuzh. Ulama ahli tafsir kontemporer, Syaikh Abu Bakar Al-Jaza`iri hafizhahullah menjelaskanSuratAn-Nisaayat41dalamkitabtafsirnya,AisiiruAt-Tafaasir, Dandzarrahadalahsesuatuyangkecildialam,dahuluadayangmengatakan bahwadzarrahadalahdebuataukepaladarisemutkecil,dandzarrahadalah bagian yang paling terkecil. Beliau juga menjelaskan tafsir dari Surat Yunus ayat 61, Mitsqaala dzarrah berarti seberat atau seukuran dzarrah dan dzarrah adalah semutyangpalingkecil.DenganayatiniAllahTaalamengabarkantentang keluasan Ilmu-Nya yang meliputi seluruh makhluk-Nya. 9 Al-HafidzIbnuHajaral-Atsqalanirahimahullahberkatadalamkitabnya FathulBarisyarahShahihBukharipadaBabke-33tentangbertambahdan berkurangnya iman, Dzarrah adalah suatu partikel terkecil dari bendayangada, Ada yang mengatakan dzarrah berarti debu yang terlihat di bawah sinar matahari, yangterlihatsepertiujung-ujungjarum.Adapulayangmengartikandzarrah sebagai semut kecil. SyeikhIbnu'UtsaiminrahimahullahberkatadalamtafsirJuzAmmayang iakarang,Danyangdimaksudkandengandzarrahadalahseekorsemutkecil yangsudahdimaklumi.Jadi,dzarrahitubukanlahatomsebagaimanayang dikatakanorang-orangsekarang,karenapadasaatituatombelumdikenal.Allah AzzawaJallatidakberfirmanpadasatukaumkecualidenganbahasayang merekapahami.Danpenyebutandzarrahdisini(surahAl-Zalzalah:7-8)adalah sebagai ungkapan bagi sesuatu yang paling kecil Selaindaribeberapatafsirtentangdzarrahsepertiyangsudahdijelaskandi atas,tafsiryangpalingmenarikadalahtafsiryangdikemukakanolehseorang ulamaIndonesia,Prof.Dr.BuyaHamka,dalamkitabtafsirnyayangberjudul TafsirAl-Azhar.DalammenjelaskankatadzarrahpadasuratAn-Nisaayat40, beliauberkata,Dizamandahulu,penyelidikantentangdzarrahbelummeluas sebagaimana sekarang. Sekarang ini tentu tafsirandzarrah sudah lebih hebat lagi setelahorangmemecahkanrahasiaatom.Sekarang,atom(a=tidak,tom= terbagi)sudahnyataterbagi.Darikalimattersebutdapatkitapahamibahwa rupanyaBuyaHamkatidaklagimenafsirkandzarrahsebagaiatomkarenapada zamanbeliauilmupengetahuantelahberhasilmengungkaprahasiabahwaatom bukanlahpartikelterkecil,melainkanterdapatpartikel-partikellainyanglebih kecilyangmenjadipenyusunatom.Halyangsenadadikemukakanolehbeliau ketikamenjelaskantafsirsuratYunusayat61denganmengatakan,Ilmu pengetahuantentangatomtelahmenjelaskanbahwadzarrahyangdiberinama olehorangfilsufYunanidenganatomitu,tidaksesuailagidengankenyataan. Sebab, atom itupun terbagi! Sebab itu, kalimatdzarrah lebih sesuai dipakai terus daripada kalimat atom. Namun, menurut beliau, penafsiran kata dzarrah sebagai atom juga cukup agar dapat dipahami sebagai partikel terkecil oleh manusia pada umumnya,beliauberkataketikamenjelaskantafsirkatadzarrahpadasuratAl-10 Zalzalahayat7-8,Didalamkeduaayatinidisebutdzarrah,yanglebihpopular kitaartikansajadengandebu.Padahaldzarrahadalahlebihhalusdaridebu.Di zamanmodernini,setelahorangmenyelidikitenagaatomdantelahdapat memanfaatkannya,makaatomitudipakaidalambahasaseluruhduniadengan memakai kalimat dzarrah. Daribeberapaterjemahandantafsirtentangdzarrah,dapatdisimpulkan bahwa dzarrah adalah satuan terkecil atau partikel terkecil penyusun benda, sesuai dengankontekszaman.Padaabadke-7ketikaAl-Qur`anditurunkan,manusia memahamibahwasesuatuyangpalingkecilpadasaatitu,yangdapatdinalar, adalahseukurandebu,ataubijisawi,atausemutkecil.Danmerekabiasa mengungkapkansesuatuyangpalingkecilatausangatkecildenganungkapan dzarrah.Sehingga,ketikaAllahAzzawaJallaberfirmandenganmenggunakan katadzarrah,tentuyangadadibenakmerekapadasaatitubahwadzarrahyang dimaksud adalah sesuatu yang seukuran debu, biji sawi, atau semut kecil. AllahAzzawaJallatidakberfirmankepadasuatukaumkecualidengan bahasayangmerekapahami.TidaklahanehjikaSyaikhUtsaiminrahimahullah berkata,Jadi,dzarrahitubukanlahatomsebagaimanayangdikatakanorang-orangsekarang,karenapadasaatituatombelumdikenal.Tentusaja!Saatitu yang dikenal sebagai sesuatu yang terkecil adalah seukuran debu atau semut kecil, dan beliau dikenal sebagai orangyang sangat berhati-hati dalam menafsirkan Al-Qur`an.Namun,beliaupunmelanjutkan,Danpenyebutandzarrahdisini(Az-Zalzalah:7-8)adalahungkapansesuatuyangpalingkecil,artinya,beliautidak menafikan makna dzarrah sebagai sesuatu yang terkecil sehingga pada hakikatnya tidaklah terlarang untuk memutlakkan definisi dzarrah sebagai partikel terkecil. Kita lihat bahwa mayoritas terjemahan modern mengartikan dzarrah dengan atom.Apakahatomsamadengandebu?Jawabannyatidak!Karenaatomadalah penyusundebu.Atomadalahbagianyanglebihkecildaridebu.Atomjuga merupakanpenyusundanbagianyanglebihkecildaribijisawidansemutkecil. Terjemahandzarrahdenganatomtidaklahsalahkarenadzarrahdimutlakkan untuksesuatuyangpalingkecil.Padazamanini,mayoritasmanusiatelah memahamibahwaatomlahyangterkecil.Akantetapi,sebenarnyaadayangjauh lebihkecildariatomyangakandijelaskanselanjutnya.Namun,yanglebihkecil 11 dariatomhanyadikenaldikalanganfisikawanatauakademisisainsalam sehinggapengartiandzarrahdenganatomadalahpengartianyangrelevanagar Al-Qur`antetapdapatdipahamiolehsemuaorang.Jikasajadzarrahdiartikan dengan sesuatuyang lebih kecil dari atom seperti proton, akan ada banyak orang yang tidak memahaminya sebab kata proton hanya dikenal oleh kalangan terbatas. 2.3.Sesuatu yang Lebih Kecil dari Dzarrah Dalamfisika,partikelterkecildisebutsebagaipartikelelementer, didefinisikansebagaisatuanterkecilpenyusunbendayangtidakdapatdibagike bagianyanglebihkecillagi(tidaktersusundaripartikellain).Darikeenamayat yang menyebutkan dzarrah, Surat Yunus ayat 61 dan Surat Saba ayat 3 memiliki keunikan tersendiri. Ada hal yang sangat menarik untuk ditelusuri dan dikaji lebih lanjut, yaitu potongan ayat berikut ini, -. _. ,l: | _ .. _,,.Artinya: . . .Tidak ada yang lebih kecil dan tidak (pula) yang lebih besar dari itu, melainkan (semua tercatat) dalam kitab yang nyata (Lauh Mahfuzh) DzalikadalampotonganSuratSabaayat3danSuratYunusayat61ini merujukkepadadzarrahsebagaimanatafsirdariayatiniyangtelahdijelaskan sebelumnya.Janganterkecohdenganhuruftamarbuthahpadakatadzarrah, sebabkatadzarrahadalahisimmudzakkarsehinggapenggunaankatadzalika (bukan tilka) sudah tepat. Potongan ayat ini mengisyaratkan adanya partikel yang lebihkecilataulebihelementerdaridzarrah.Untukmendapatgambarantentang hal ini, perhatikan poin-poin penjelasan berikut, -Di zaman Nabi shallallahu alaihi wasallam (abad ke-7 M), dzarrah dipahami sebagaibijisawi,semutkecil,ataudebukarenasaatitupartikelterkecil penyusunbendayangdapatdinalarmanusiaadalahsekecildebu(jikabenda dibakar, maka sisanya adalah abu dan debu). Dengan potongan ayat ini, maka, adasesuatuyanglebihkecildaridebu.Danyanglebihkecildaridebubagi merekasaatituadalahsesuatuyangtidakmerekaketahui.Merekabelum mampumenalarnya.Yanglebihkecildaridebusaatitumenjadirahasia AllahAzzawaJalladimanahanyaIayangmengetahuinya.Namun,seiring 12 berjalannyawaktu,zamansemakinmodern,ilmupengetahuansemakin berkembang sehingga yang lebih kecil dari debu bukan lagi menjadi hal yang bersifatrahasia.Allahtelahmengizinkanmanusiauntukmengetahuinya dengan berkembangnya ilmu pengetahuan. -Di zaman Dalton (awal abad ke-19 M), partikel terkecil penyusun materiyang tidakdapatdibagilagiadalahatom.Debuyangdahuludipahamisebagai partikel terkecil ternyata tersusun dari atom-atom. Maka, makna dzarrahpada zamanitudipahamisebagaiatom.Dansesuatuyanglebihkecildariatom bagiorang-orangyanghiduppadazamanitutidakdiketahuidankembali menjadisuaturahasiayanghanyaAllahAzzawaJallayangmengetahuinya. Akan tetapi, perkembangan ilmu pengetahuan tidaklah berhenti sampai di sini. Terbukti bahwa sesuatu yang lebih kecil dari atom telah diketahui. -DizamanRutherforddanChadwick(awalabadke-20M),partikelterkecil penyusunmateriadalahprotondanneutronyangterletakdidalamintiatom. Maka,maknadzarrahpadazamanituadalahprotondanneutron.Kembali, yanglebihkecildariprotondanneutronmenjadirahasiaAllahAzzawa Jalla. Ternyata, ilmu pengetahuan kembali mengungkap rahasia tersebut. -DizamanGell-Mann(pertengahanabadke-20M),ditemukanpartikelyang lebih kecil dari proton dan neutron, yaitu quark. Proton dan neutron merupakan partikel yang tersusun dari 3 quark. Quark inilah yang sampai saat ini diyakini sebagaipartikelelementer,bersamaleptondanpartikelcarrieryanghingga saat ini telah ditemukan 17 partikel elementer yang keseluruhannya tidak dapat dibagikebagianyanglebihkecillagi.Makasesuatuyanglebihkecildari quark dan lepton saat ini adalah rahasia Allah Azza wa Jalla. 2.4. Pencarian Partikel Elementer: Fisika Partikel Saat ini, pencarian partikel elementer, yang akan dipahami sebagai dzarrah, merupakan fokus utama dari ilmu fisika partikel. Teori yang sampai saat dianggap sebagaiteoriyangpalingmemuaskandalammenjelaskankeberadaanserta karakteristik dari partikel-partikel elementer,yang telah dibuktikan kebenarannya melaluieksperimen,adalahteoriStandardModel.Kamiakanmemberikan penjelasanumummengenaiteoriinidenganmerujukpadapenjelasanyang 13 diberikanolehsitusTheParticleAdventure,situshasilkaryadariTheParticle Data Groupyang memperoleh penghargaan sebagai mediayang paling interaktif dalam menjelaskan bidang fisika partikel. TeoriStandardModelpertamakalidikembangkanpadapertengahanabad ke-20,terbentukmelaluiperpaduanantarahasileksperimenfisikadanteori-teori yangdikembangkanolehparailmuwandiseluruhdunia.Berkaitandengan partikelelementer,teoriinimenyatakanbahwasegalamateriyangadadialam semesta, baik materi makro maupun mikro, merupakan komposisi dari 17 partikel elementer sebagai berikut: -6 jenis quark: up, down, charm, strange, top, bottom -6jenislepton:elektron,neutrinoelektron,tauon,neutrinotauon,muon, neutrino muon. -4 partikel perantara dalam interaksi fundamental: foton, graviton, gluon, dan boson W dan Z.-Partikel Higgs Boson. Serta empat jenis interaksi fundamental: -Interaksi gravitasi -Interaksi elektromagnetik -Interaksi nuklir lemah -Interaksi nuklir kuat Gambar 2.1. Seluruh materi yang ada di alam semesta tersusun dari partikel-partikel elementer. (Sumber: http://particleadventure.org) 14 Duadari17partikelelementertersebutsudahseringkitadengardalam kehidupansehari-hari,yaituelektrondanfoton(cahaya).Aplikasidarikedua partikelelementertersebutjugasudahkitakenaldankitagunakandalam kehidupansehari-hari,yaituberupateknologielektronikadanfotonika.Saatini, partikel elementer yang ramai dibicarakan mengenai kerakteristik dan manfaatnya adalah partikel quark.Terdapat6jenisquarkyangsudahditemukanyangbiasaditulissecara berpasangan,yaituup/down,charm/strange,top/bottom.Quarkmemilikimuatan listrikberupabilanganpecahan(1/3atau2/3),tidaksepertielektrondanproton yang memiliki muatan listrik berupa bilangan bulat (-1 atau +1). Quarkberinteraksidengansesamanyamelaluiinteraksikuat.Kakuatan interaksi antar quark tersebut sangat kuat sehingga quark tidak pernah ditemukan dalamkeadaanbebasdialam,melainkanselaludalamkeadaanberikatandengan antiquark (meson) atau berikatan dengan dua buah quark lainnya (baryon). Quark yang paling terakhir ditemukan adalah quark top. Keberadaan quark top ini sudah diprediksi oleh teori Standard Model. Namun, quark top baru ditemukan 20 tahun kemudian melalui eksperimen yang dilakukan oleh ilmuwan Fermilab. Gambar2.1manunjukkananalogipartikelelementersebagaipartikel-partikelyangmenyusunmateriyanglebihbesardenganprosesmemasak.Untuk membuatsuatujenismakanan,kitamembutuhkanbahan-bahandanbumbu-bumbutertentu.Misalnya,untukmembuatkuebolucoklat,kitamembutuhkan tepung,air,telur,mentegasebagaibahan-bahandangula,garam,perisacoklat, danlain-lain,sebagaibumbu.Begitujuga,untukmenghasilkansebuahproton, kita membutuhkan bahan-bahan berupa dua buah quark up dan satu buah quark downyang diikat dengan bumbu berupagluon. Sedangkan untuk menghasilkan sebuahneutron,kitamembutuhkanbahan-bahanberupaduabuahquarkdown dansatubuahquarkupyangdiikatdenganbumbuberupagluon.Darianalogi inidapatkitapahamibahwakomposisipartikelelementeryangberbedaakan menghasilkan materi yang berbeda. 15 Gambar 2.2. Proton tersusun dari quark up, up, down. Sedangkan neutron tersusun dari quark up, down, down.(Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Proton) Untukmendapatkangambaranyanglebihjelastentangkeberadaanpartikel quark,kamiakanmenjelaskannyadenganmenggunakananalogiberikut. Misalkan terdapat satu tetes air (H2O). Anggaplah satu tetes air tersebut memiliki massa1gram.Selanjutnya,denganmenggunakanstoikiometrikimia,jumlah quark yang menyusun satu tetes air tersebut dapat dihitung. Diketahui: (

)(

)

Jumlahmolekulair(

)yangterdapatdalamsatugramairdihitungdengan menggunakan persamaan,

(

)

Didalamsatumolekul

terdapatduaatomhidrogendansatuatom oksigen.Intiatomhidrogenmengandung1proton,sedangkanintiatomoksigen mengandung 8 proton dan 8 neutron, sehingga satu molekul

mengandung 10 protondan8neutron.Karenaprotondanneutronmasing-masingtersusundari3 buah quark, maka di dalam satu molekul

terdapat 54 quark. Hal ini berarti di dalam 1 gram air akan terdapat quark sebanyak:

16 Dengan kata lain, 1 gram air mengandung 1 triliyun triliyun (

) quark. Selanjutnyakitabisamenghitungsendiriadaberapabanyakquarkyangterdapat dalamsejumlahairyangberadadisumur,sungai,dandilautan.Subhanallah, andaikankitadimintauntukmembayarairyangkitagunakansesuaidengan jumlah quarkyangada?! Sungguh besar besar nikmat AllahAzza wa Jallayang jikakitainginmenghitungnya,kitatidakakanpernahsanggupuntuk menghitungnya. Allah Taala berfirman dalam Surat Ibrahim ayat 34, | .`-. .-. .>Artinya:...DanjikakamumenghitungnikmatAllah,tidaklahdapatkamu menghitungnya Seluruh materi yang kita lihat di alam ini merupakan komposisi yang teratur dansempurnadaripartikel-partikelelementer.Halinidapatkitalihatpada Gambar2.3.Mulaidaribenda-bendamakroskopiksepertibintang,planet, asteroid,komet,hinggabenda-bendamikroskopiksepertidebu,molekuludara, molekul air, bakteri, semuanya tersusun dari partikel-partikel elementer.Komposisi partikel yang berbeda, seperti perbedaan jumlah proton, elektron, danneutronpadasebuahatom,akanmembentukjenisatomyangberbeda. Perbedaankomposisiitulahyangmenyebabkanmengapaatomemasberbeda dengan atom perak, atom besi, atom tembaga, dan atom-atom lainnya. Keteraturandankesempurnaankomposisipartikelelementermerupakan bukti bahwa betapa Allah Azza wa Jalla adalah benar-benar Sang Pencipta Yang Mahakuasa. Dia jugayang memelihara dan mengatur semuanya sehingga saat ini kita bisa menyaksikan alam semestayang begitu sempurna dan luar biasa; lautan biruyangluas,pegununganhijauyangsejuk,tamanbungapenuhwarnayang indah, dan berbagai pemandangan lainnya.Sebuahnilaimoralyangdapatkitapetikmengenaikenyataaniniadalah bahwasemuamanusia,baikmiskinmaupunkaya,baikberkedudukantinggi maupunrakyatjelata,semuamerupakanciptaan-Nyatersusundaripartikelyang samasehinggatidakperluuntukbersikapbangga,apalagibersikapsombong karenaDiatidakmelihatpadarupafisikmanusia,akantetapiyangmenjadi pembeda antara satu manusia dengan manusia lainnya di hadapan Allah hanyalah derajat ketaqwaannya. 17 Gambar 2.3. Semua materi yang ada di alam semesta, mulai dari materi berukuran besar seperti bintang dan planet, hingga materi berukuran kecil seperti molekul dan atom, tersusun dari partikel elementer. (Sumber: http://www.herenow4u.net) 18 2.5. Sesuatu yang Besar di Balik Sesuatu yang Kecil Partikel elementer, remehkah ia karena ukurannyayang sangat-sangat kecil seakantidakada?Sebegitutidakpentingkahiakarenamelihatbentuknyasaja mustahil? Tidak bermanfaatkah ia untuk dipelajari? Jawabannya tegas tidak. Al-Qur`an beberapa kali menyebutkan tentang sesuatu yang remeh namun ternyatasainsmodernkemudianmembuktikanbahwasesuatuitusamasekali tidakremehbahkansangatistimewa.Contohnyaadalahpenyebutansaranglaba-laba dalam surat Al-Ankabut. Di dalam ayat tersebut, sarang laba-laba disebutkan sebagai rumah yang paling lemah. Sarang laba-laba memang lemah bagi manusia karenaberbentukjaring-jaringyangsangattipisyangdibentukdaribenang berdiametersangatkecil.Kitasentuhsedikitsaja,saranglaba-labaakanhancur. Namun, sains modern telah mengungkap bahwa ternyata sarang laba-laba tidaklah remeh. Ia bahkan 10 kali lebih kuat dan lebih elastis dari baja dalam ukuran yang sama. Jika diameter serabut sarang laba-laba 30 cm saja, ia akan mampu menahan 150 mobil di bawahnya. Lalu,apakahkemudianAl-Qur`ansalah?Jawabannyakembalitegastidak. ApayangdijelaskandalamAl-Qur`anadalahbenarbahwasaranglaba-laba adalahrumahterlemahkarenasaranglaba-labayangadadiduniainiseluruhnya tipis dan halus. Allah Azza wa Jalla telah mengilhamkan kepada laba-laba untuk membuatsarangdenganukuranstandarsepertiyangkitalihatsekarang.Andai sajaadalaba-labayangmembuatsarangnyadaribenangberdiameter1cmsaja, makakitaakantercengangdanterkagum-kagumdengankekuatandan keelastisannya,bahkankitaakanterganggudengankeberadaansaranglaba-laba yang sebesar itu di rumah kita. Begitujugadengandzarrah,Al-Qur`anmengesankannyasebagaisesuatu yang sangat kecil dan remeh, namun ternyata sains modern kembali mengungkap halbesardandahsyatdibalikukurannyayangsangat-sangatkeciltersebut.Ada banyakkarakteristikyangdimilikiolehquark,yangsaatinidiyakinisebagai partikelpalingelementer,yangmembuatnyabegituistimewa.Diantara karakteristik-karakteristik tersebut adalah bahwa gaya atau interaksi antara sesama quark adalah interaksi terkuat yang ada di alam semesta.19 Di dalam ilmu fisika, dikenal 4 gaya atau interaksi fundamental yang ada di alam semesta: 1.Gaya Gravitasi 2.Gaya Elektromagnetik 3.Gaya Nuklir Lemah 4.Gaya Nuklir Kuat Kitatelahmengenalgayagravitasidangayaelektromagnetik,dimanagaya gravitasi menggambarkan interaksi antara dua buah massa, dirumuskan dengan,

Dengan G adalah konstanta gravitasi Newton yang besarnya 6,63 x 10-11 Nm2/kg2, r adalah jarak antara massa pertama (m1) dengan massa kedua (m2). Adapun gaya elektromagnetik,gayayangbiasadisebutdengangayaColoumbini menggambarkan interaksi antara dua buah muatan yang dirumuskan dengan,

Dengan,

Dimana epsilon,adalah konstata permisivitas dan r adalah jarak antaramuatan pertama (q1) dengan muatan kedua (q2). Untuk ruang hampa,

Keduagayainibersifatlong-range,yaitumemilikijangakauaninteraksi yang jauh. Ketika kita beranjak menuju pembicaraan tentang fenomena inti atom, kitamembutuhkanduagayafundamentallainnyauntukmenjelaskanfenomena-fenomenatersebut;gayanuklirlemahyangmengaturprosespeluruhanintidan gayanuklirkuatyangmengikatprotondanneutrontetapberadadidalaminti atom.Gayanuklirkuatinilahyangdialamiolehsesamaquark.Didalamproton dan neutron, 3 buah quark berinteraksi nuklir kuat satu sama lain dan sangat sulit untukmelepaskaninteraksiinisehinggaquarkselamainihanyadapatdiamati dalam keadaan berikatan satu sama lain di dalam proton dan neutron atau partikel yang mengandung quark lainnya. Dengan kata lain, quark tidak pernah ditemukan dalam keadaan bebas. 20 Berbeda dengan gaya gravitasi dan gaya elekrtomagnetik, gaya nuklir lemah dangayanuklirkuatbersifatshort-range,memilikijangkauaninteraksiyang pendek.Keempatgayatersebutdapatdibedakandarikekuataninteraksinya.Kita dapatmemperkirakanbesarrelatifdarikeempatgayainisecarakasardengan meninjau besar energi potensial efektif dari keempat gaya ini. Misalkanadaduabuahprotonyangterpisahpadajarakr.Besarenergi potensial gravitasi dari kedua proton tersebut adalah,

Sedangkan besar gaya coloumbnya adalah,

Perbandingan antara keduannya adalah,

Kitalihatbahwapadapartikelbermuatan,nilaigayaelektromagnetikjauh lebih besar 1036 kali daripada nilaigayagravitasi. Sekarang mari kitatinjau gaya nuklir kuat dan gaya nuklir lemah. Keduanya secara sederhana dapat digambarkan dengan suatu potensialyang disebut dengan potensial Yukawayang dalam ruang momentum dituliskan, untuk interaksi nuklir lemah,

Dimanagwadalahkonstantakoplinguntukinteraksinuklirlemah,mwadalah massapartikelyangdipertukarkandalaminteraksiini,dancadalahkecepatan cahaya yang besarnya 3 x 108 m/s. Sedangkan untuk interaksi nuklir kuat,

Dimanagsadalahkonstantakoplinguntukinteraksinuklirkuat,danmsadalah massapartikelyangdipertukarkandalaminteraksiini.Nilaidarikonstanta kopling bisa diperoleh dari eksperimen,

21 Anggapinteraksinuklirlemahberupapeluruhanbetadenganmassayang dipertukarkanmw=80GeV/c2,sedangkanmassayangdipertukarkanpada interaksinuklirkuatadalahpion,ms=140MeV/c2.Maka,perbandingannya adalah, dengan menganggap q2c2 = m2c2 = (1 GeV)2

Halinimenunjukkanbahwagayanuklirkuatlebihkuatdarigaya elektromagnetik,danlebihkuatjugadarigayanuklirlemah,makakemudian gravitasi adalahgayayang paling lemah sedangkangaya nuklir kuat adalahgaya yangpalingkuat.Sekalilagi,gayanuklirkuatinilahyangdialamiolehquark. Lihatlah! Walau sangat kecil, interaksi antara sesama quark ternyata sangat kuat. 2.6.Aplikasi Partikel Elementer (Dzarrah) Duadari17jenispartikelelementeryangsudahditemukan,yaituelektron danfoton,telahmembuahkanbanyakaplikasiberupaalat-alatteknologiyang berperan besar dalam memberikan kemudahan bagi kehidupan manusia.Aplikasi darielektrondikenaldenganistilahelektronika.Sedangkanaplikasidarifoton dikenal dengan istilah fotonika. 2.6.1.Teknologi Berbasis Elektron (Elektronika) Elektron merupakan partikel elementer yang paling pertama kali ditemukan. Elektron ditemukan oleh J.J Thomson melalui eksperimen pada tahun 1896. Saat itu, elektron baru dikenal sebatas partikel bermuatan negatif yang berada di sekitar inti atom. Setelah diketahui bahwa aliran elektron dapat menghasilkan arus listrik, berbagaikomponenelektroniksepertidioda,transistor,kapasitor,danIC,mulai dikembangkandankemudiandimanfaatkansebagaikomponenpentingpenyusun alat-alatelektroniksepertitelevisi,komputer,laptop,teleponseluler,danlain sebagainya.Pemanfaatanaliranelektronsebagaisumberaruslistrikdansebagai 22 prinsipdasarpembuatankomponen-komponenelektronikbarumulaidilakukan dalamkurunwaktusekitar58tahunsetelahelektronditemukan,yaitudengan ditemukannya transistor yang terbuat dari silicon oleh Texas Instruments. Saatini,penelitiantentangsistemelektronikmasihterusdilakukan.Tidak tertutupkemungkinanpadamasayangakandatangakanadabanyakalat-alat elektronik canggih yang belum pernah ada sebelumya,atau bahkan belum pernah terbayangkanolehpikirankita.Yangpalingsignifikanadalah,perkembangan elektronikasemakinmemperkecildimensialat-alatelektroniksekaligus membuatnyasemakincanggihdengankemampuanyangluarbiasa.Tahukah anda,komputerelektronikpertamadiduniayangditemukanpadatahun1940-an berukuransetengahlapangansepakbola?Sekaranglihatlah,laptopsudahdapat masuk ke dalam tas jinjing, bahkandengan spesifikasi danfitureyang jauh lebih canggih.Halinikembalimenjadisalahsatualasanmengapailmufisikapartikel danpemahamantentangpartikelelementersangatpentingkarenatanpanya pemanfaatan elektron yang lebih maju tidak akan tercapai. 2.6.2.Teknologi berbasis foton (fotonika) Fotonmerupakansalahsatupartikelelementeryangditemukanmelalui eksperimenfotolistrikolehAlbertEinsteinpadatahun1905.Fotonmerupakan partikeltidakbermassapembawagelombangelektromagnetik.Dalamkehidupan sehari-hari,fotonlebihdikenalsebagaicahaya.Meskikeberadaanfotontelah diketahuisejaktahun1905,pemanfaatanfotonyangbersifataplikatifbaru dilakukan pada tahun 1960-an. Salah satu contoh alat yang memanfaatkan prinsip fotonadalahlaseryangdikembangkanpadatahun1960danseratoptik(optical fiber) yang dikembangkan pada awak tahun 1980.Laseradalahsuatualatyangmemancarkanfotonmelaluiprosesyang terstimulasi.Lasertelahbanyakdimanfaatkandalamberbagaibidang.Dalam bidang kesehatan, seperti pengobatan mata, pemecah batu ginjal, dan pengobatan gigi.Dalambidangindustri,laserdimanfaatkanpadaprosesspectroscopy,alat pemotongbaja,alatpendeteksi,danalatpemeriksabarang.Dalamkehidupan sehari-harijugalasertelahbanyakdimanfaatkan,yaitulaserpointersebagaialat bantupresentasi,laseruntukperawatankecantikan,laserprinter,scanner,mesin fotocopy, VCD,DVD, dan berbagai manfaat lainnya.23 Serat optik merupakan suatu saluran transmisi atau sejenis kabelyang terbuat darikacaatauplastikyangsangathalusdanbahkanlebihkecildarisehelai rambut,yangdapatdigunakanuntukmentransmisikansinyalcahayadarisuatu tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser atau LED.Seratoptiktelahbanyakdimanfaatkandalambidangtelekomunikasi sebagaimediauntukmentransmisikaninformasidalamjarakyangjauhseperti padasinyalteleponseluler,sinyalTVcable,dantransmisidatapadainternet. Terbayangkahhebatnya,kitadapatmengirimkaninformasimelaluiseberkas cahaya!Samasepertielektronika,pemanfaatanfotonsebagaibasisteknologi (fotonika)tidakakantercapaitanpailmufisikapartikelberupapemahaman terhadap partikel elementer.Elektronikadanfotonikamerupakanbuahdaripemahamanterhadapdua partikelelementer,yaituelektrondanfoton.Penelitiantentangkeduanyamasih terus berlanjut dalam fisika partikel sehingga masih banyak kemungkinan aplikasi yang bisa dimanfaatkan, baik berupa hal baru maupun berupa penyempurnaan dari yangsudahada.Siapatahubeberapatahunkedepan,kecepatankoneksiinternet akan mencapai Satu Tbps (Terabyte per second, Satu Tera = Seribu Giga = Sejuta Mega).Bukanmustahilsuatusaatmobilelektronikakanmemenuhijalan-jalan sehingga polusi akan sangat berkurang. Masihterdapat15partikelelementerlainnyayanghinggasaatinimasih berlangsungpenelitiantentangnya,diawalidenganpenelitiantentangkeberadaan partikeltersebutdialam,penelitiantentangkarakteristiknya,barukemudian penelitian tentang manfaat aplikatifnya dalam kehidupan sehari-hari. Tentu hal ini bukanmerupakanpekerjaanmudahdanbiasdilakukandalamjangkawaktu singkat sebagaimana pemanfaatan elektron dan foton yang baru diperoleh setelah lebihdari50tahunkemudian.Masihbanyakrahasiayangbisakitagalidari mempelajaripartikelelementer.Tidaktertutupkemungkinanakanadamuonika, taonika,neutrinika,gluonika,danlainsebagainya.Penelitiantentangpartikel elementermemangharusterusdilakukan,meskipunadakemungkinankitatidak merasakanmanfaatnyaselamamasahidupkitasaatini,akantetapimanfaatdari partikelelementerinibisadirasakanolehgenerasiyanghidupsetelahkita, puluhan bahkan hingga ratusan tahun ke depan. 24

2.7.Hikmah Mempelajari Partikel Elementer (Dzarrah) TidaklahAllahAzzawaJallamenciptakansesuatudengansia-sia, sebagaimanayangdisebutkandalamSuratAliImranayat190-191.Seluruh ciptaan-Nya,baikyangbesarmaupunyangkecilpastimemilikimanfaatdan hikmah di baliknya, termasuk partikel elementer. Pasti ada hikmah di balik semua penciptaansekecilapapun.Sayangnya,tidaksemuamanusiamenyadaridanmau mengambilpelajarandibalikpenciptaantersebut.Sungguh,tanda-tanda kebesaran Allah hanya disadari oleh orang-orang yang berpikir. Allah berfirman, | _ _l> ,...l _ .l.> _,l !.l ,ll _.l _> _`>,l !., _., _!.l !. _. ! , _ .-,!:. , !, _. _ `,: ,`.. _.,l ,!>.l >..l _,, ,!..l_ ., ,1l l1-, __ Artinya:Sesungguhnyadalampenciptaanlangitdanbumi,silihbergantinya malam dan siang, bahterayang berlayar di laut membawa apayang berguna bagi manusia,danapayangAllahturunkandarilangitberupaair,laludenganairitu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awanyang dikendalikan antara langit dan bumi;sungguh(terdapat)tanda-tanda(keesaandankebesaranAllah)bagikaum yang memikirkan (QS. Al-Baqarah: 164) Diantarahikmahyangbisakitaambildarimempelajaripartikelelementer (dzarrah) adalah; mempelajari dzarrah dapat memenuhi rasa ingin tahu manusia. Diduniatempatkitahidup,manusiaterusmenerusmencarijawabanatas pertanyaan-pertanyaan seperti apa?, bagaimana?, dengan cara apa?, hingga ke sesuatuyang paling detail dan palingfundamental,yang dalam materidisebut elementer.Mempelajaridzarrahdapatmemberikanmanusiajawaban-jawaban atas pertanyaan tersebut sehingga dapat memuaskan rasa ingin tahu yang dimiliki oleh manusia. 25 DarisuratAl-Baqarahayat164diatasjugadapatkitalihatbahwabetapa besaranjurandariAllahAzzawaJallakepadakitauntukmenggunakanakal ketika menemui fenomena alam di sekitar kita. Manusia telah diberikan perangkat lunakdalamdirinyaberupaakaldankemampuanintelektualuntukmemahami berbagaifenomenatersebut.Bagimanusiayangmaumenggunakanakalnya,ia akanselalubertaya,memecahkanmasalah,lalumenemukanpermasalahanbaru lagi,mencarijawabanuntukmasalahbarutersebut,begituseterusnyahingga terciptalahsebuahkerangkapengetahuanyangtersusunsistematisyangdisebut sebagai disiplin ilmu pengetahuan. Ilmu pengetahuan inilah yang menjadi gerbang pemahamanbagimanusiaterhadapciptaan-Nyasehinggamanusiamampu memperolehbanyakmanfaatbaikberupamateri(alat-alatteknologi)maupun nonmateri (nilai-nilai dalam kehidupan). Mempelajarifisikapartikelbahkanmerupakanjawabandaritantangan tersirat dari Allah Azza wa Jalla. Mengapa demikian? Ketika Ia berfirman bahwa ada sesuatu yang lebih kecil dari dzarrah, seharusnya manusia menggunakan akal yang telah Allah Azza wa Jalla anugerahkan pada dirinya untuk mencari tahu apa yang lebih kecil dari dzarrah yang telah dicapai pada saat itu. Dan hal inilah yang dilakukan oleh ilmuwan yang mempelajari fisika partikel. Saatini,partikelyangdiyakinisebagaipartikelyangpalingelementer adalah17jenispartikelyangsudahdisebutkandiatas.Namun,tidaktertutup kemungkinan adanya partikel yang lebih elementer dari 17 jenis partikel tersebut. Hal ini berarti pencarian makna dzarrah tidak berhenti sampai di sini.Denganmempelajaridanmemahamidzarrah,seseorangakanmemiliki pandanganhidupyanglebihbaik.Orangyangmemilikiilmuataupengetahuan tentangsesuatuakanmemilikipandanganhidupyanglebihbaiktentangsesuatu tersebutdibandingkandenganorangyangtidakmemilikiilmu.Sebagaicontoh, dalamIslam,orangyangmengamalkansuatuamalanatasdasarilmutidakakan pernahmeremehkanamalantersebut.Iaakanmelaksanakanamalantersebut dengansungguh-sunguhdanpenuhdenganrasakhusyukkarenaiamenyadari betuldasarilmudariamalantersebut,mulaidaritatacatapelaksanaanhingga keutamaan-keutamaannya.Hasilnya,iaakanmendapatkanpahalayanglebih sempurna dibandingkan dengan orang yang mengamalkannya tanpa ilmu. 26 Selainitu,orangyangberamaldenganilmujugaakanmerasakan kenikmatandalamberamaldanmemperolehketenanganhidup.Semuakitatahu bahwaorangyangmengetahuitentuberbedadenganorangyangtidak mengetahui. Allah Azza wa Jalla berfirman dalam Surat Az-Zumar ayat 9, _ _> _.`. _.] .-, _.] .l-,!..| `.., l` .,l _ Artinya:...Katakanlah:"Adakahsamaorang-orangyangmengetahuidengan orang-orang yang tidak mengetahui?" Sesungguhnya orang-orang yang berakallah yang dapat menerima pelajaran. Denganmempelajaridanmemahamidzarrah,dimanadzarrahadalah partikelterkecilyangmenyusunsegalamateriyangadadialamsemesta, seseorangakanlebihmenghargaisetiapmateriyangadadisekitarnya.Materi yanghidupsepertimanusia,tumbuh-tumbuhan,hewan,danmaterimatiseperti tanah,batu,udara,emas,besi,semuanyatersusundaridzarrah(partikel elementer).Orangyangmenyadarikeberadaandzarrahakanmenyadaribetapa AllahAzzawaJallamenciptakansegalasesuatudenganbegitusempurnatanpa cacatsedikitpun.Iaakanmemandangkehidupansebagaisuatuanugerahyang harusdisyukuri.Timbullahrasasyukurtersebutdidalamdirinya.Pada puncaknya,rasasyukurituakantermanifestasidalambentukamalshalih,baik kepada Sang Pencipta maupun kepada semua makhluk ciptaan-Nya. Saatini,kitalihatbahwaorang-orangkuffartelahbanyakmendahuluikita dalam mempelajari ciptaan Allah Azza wa Jalla, termasuk dzarrah. Padahal, kita sebagaikaummusliminlahyangseharusnyalebihdahuluuntukmempelajarinya karena kaum muslimin paling dekat dengan Al-Qur`an yang mengandung perintah untukberpikir,merenungkan,danmempelajariciptaanAllahAzzawaJalla.Selain itu, kaum muslim adalah orang yang paling diharapkan untuk sampai pada kesimpulanyangmerupakantujuandariilmupengetahuanitu,yaituuntuk mengenal dan memahami Keesaan dan Kebesaran Allah Azza wa Jalla. Pencarianpartikelelementertidakakanmaksimaltanpalaboratoriumyang memadaiuntukmelakukaneksperimen.Pengadaanlaboratoriumyangmemadai membutuhkan danayang tidak sedikit. Berbagainegara di duniayangmenyadari pentingnyailmufisikapartikelsebagaisaranauntukmenemukanpartikel elementerberaniuntukmengeluarkandanayangbesaruntukmembangun 27 laboratoriumdanmendukungparailmuwanagarilmufisikapartikeldapat berkembangdengancepat.Sebagaicontoh,padatahun1998,OrganisasiEropa untukRisetNuklir(CERN),membangunsebuahakseleratorterbesardidunia bernamaLHC(LargeHadronCollider).LHCmerupakansebuahbangunan raksasaberbentuklingkarandengankelilingsebesar27kmdandibangunpada kedalaman50sampai175mdibawahpermukaantanahyangmelewatibatas antaraPrancisdanSwiss.LHCdibangunataskolaborasilebihdari10.000 ilmuwandaninsinyurdariuniversitasdanlaboratoriumternamadariratusan negara.EksperimenyangdilakukandiLHCtelahbanyakmenghasilkan penemuan penting dalam fisika partikel. Keberadaanakseleratorpartikeldisebuahnegarabahkandapatmemicu perkembanganteknologidinegaratersebut.Jepangcontohnya,akseleratorKEK ternyatajugadimanfaatkanolehindustriotomotifsepertiMitsubisi,industri kesehatan,danindustriteknologi-teknologilainnya.JikasajaIndonesiamau menyisihkan3trilyunrupiahsajadari1.683trilyunrupiahdanaAPBN,satu trilyununtukmembangunakseleratorpartikelberstandarinternasional,satu trilyununtukmendatangkanparaahliuntukmenjalankanakselerator,dansatu trilyun lagi untuk memberikan beasiswa bagi para mahasiswa fisika partikel untuk mendalamibidanginihinggajenjangS3,dipastikansainsdanteknologidalam negeriakanberkembang.Selainitu,jumlahilmuwanhebatdinegarakitaakan bertambahbanyakbahkantidakhanyadalambidangfisikapartikeltetapijuga dalambidang-bidangyanglainsebabkeberadaanakseleratorjugamembuka peluang penelitian dalam bidang matematika, ilmu komputer, dan lain sebagainya. Mengapa kita menghabiskan berpuluh-puluh trilyun hanya untuk pesta demokrasi (pemilu) namun enggan menyisihkan sedikit untuk pengembangan bidang ini? Setelah menyadari betapa pentingnya penelitian dalam bidang fisika partikel danbetapaluasnyaaplikasidanmanfaatbaginegara,Indonesiamembutuhkan kesadarandankeberanianuntukmelangkahlebihjauhhinggadapatmenyusul negara-negara berkembang dalam penelitian fisika partikel. Taiwan adalah contoh negara kecil yang mendapatkan manfaat besar dari keberadaan akselerator partikel di negaranya. Jangan ragukan masalah SDM, Indonesia memiliki banyak ilmuwan dalam bidang ini. Selain itu, peminat bidang ini pun sudah cukup banyak.28 BAB 3 KESIMPULAN Ilmufisikakembalimengungkapsalahsaturahasiaagungyangterdapatdi dalamAl-Qur`an.ApayangdiisyaratkandidalamAl-Qur`an14abadyanglalu mengenai adanya partikel yang lebih kecil dari dzarrah, dimana dzarrah pada saat itudipahamisebagaidebuatauyangseukurandengandebu,telahterbuktibenar denganditemukannyaatomkemudianprotondanneutron,hinggaquarkdan leptonyangsampaisaatinidiyakinisebagaisalahsatujenispartikelelementer. Namun, tidak tertutup kemungkinan akan ditemukan partikel yang lebih elementer dari quark dan lepton di kemudian hari. Aplikasi dari penemuan partikel elementer sangat luas. Elektron dan foton adalah dua contoh partikel elementer yang telah memiliki aplikasi nyata dan akan terus berkembang dalam kehidupan, yaitu elektronika dan fotonika. Masih ada 15 partikel elementer lagi yang menunggu untuk ditemukan aplikasinya di kemudian hari. Aplikasi partikel elementer pun tidak langsung seketika ditemukan pada saat penemuannya,namunbutuhwaktuyangtidaksedikituntukterus mengembangkanpenelitianmengenaipartikelelementerhinggadiketahui aplikasinya. Boleh jadi anak cucu kita nanti yang akan mengetahui aplikasinya. Terdapat banyak hikmah yang besar di balik penemuan partikel elementer. Selainmemberikanperananyangbesardalammeningkatkanilmupengetahuan dan teknologiyang kemudian mampu memberikan kemudahan dan kesejahteraan bagikehidupanmanusia,penemuanpartikelelementersungguhmembuatkita semakinyakinakankebenaranfirmanAllahAzzawaJalladalamAl-Qur`an. Kita menjadi semakin menyadari keagungan Allah Azza wa Jalla serta menyadari keteraturandankesempurnaanseluruhciptaan-Nyasehinggasemakin meningkatlahimandantaqwakitakepada-Nya.Kitapunsemakinmensyukuri segalanikmatyangtelahIaanugerahkankepadakitayangpadapuncaknyarasa syukurituakantermanifestasidalamamalshalih,baikkepadaSangPencipta maupun kepada semua makhluk ciptaan-Nya. 29 DAFTAR PUSTAKA 1.Al-Qur`anul Karim Terjemahan Bahasa Indonesia, Jakarta: Departemen Agama RI 2.Al-Qur`anul Karim Terjemahan Bahasa Indonesia terbitan King Fahd KSA 3.The Noble Qur`an, English Translation of The Meaning and Commentary terbitan King Fahd KSA 4.Mushaf Mufradaatul Qur`an terbitan Beirut 5.Katsir, Ibnu. Tafsir Al-Qur`an Al-Azhim (Tafsir Ibnu Katsir), Cairo: Darul Hadits 6.Al-Baghawi. Maalim At-Tanzil (Tafsir Al-Baghawi). Cairo: Darul Hadits 7.As-Sadi, Abdurrahman. Taisir Al-Karim Ar-Rahman. Beirut: Mu`assasah Ar-Risalah 8.Utsaimin, Ibnu. 2009. Tafsir Juz Amma. Bekasi: Pustaka Darul Falah9.Hajar, Ibnu. Fathu Al-Bariy Syarh Shahih Bukhari. Beirut: Darul Kutub Al-Ilmiyyah 10.Griffith, David. 2004. Introduction To Elementary Particles. New York: John Willey and Son 11.Das, A dan Verbel, T. 2005. Introduction To Nuclear and Particle Physics. Singapore: World Scientific 12.Griffiths, David. 1987. Introduction to Elementary Particles. Jerman: John Wiley & Sons, inc. 13.Bucaille, Maurice. 1979. Bibel, Qur`an, dan Sains Modern. Jakarta: Bulan Bintang 14.Yahya, Harun. 2003. Keajaiban pada Atom. Bandung: Dzikra 15.Purwanto, Agus. 2008. Ayat-Ayat Semesta. Bandung: Mizan 16.The Particle Data Group. The Particle Adventure, The Fundamentals of Matter dan Force. diakses pada 18 Nov. 2012. www.particleadventure.org 30 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Ketua Nama: Muzakkiy Putra M. A Tempat, tanggal lahir: Jakarta, 25 Januari 1991 Jenis kelamin: Laki-laki Alamat rumah: Jalan H. Ung, RT 04 RW 03 D.37, Utan Panjang, Kemayoran, Jakarta Pusat, 10650 No. HP: 08561942216 Alamat email: muzakkiy.putra@sci.ui.ac.id Riwayat pendidikan 1996 2001: SD Muhammadiyah 49, Kemayoran, Jakarta Pusat 2001 2004: SMP N 10, Kemayoran, Jakarta Pusat 2004 2006: SMA IIBS RI, Cikarang, Bekasi 2006 2008: D2 Bahasa Arab dan Studi Islam, Mahad Ustman bin Affan, Cipayung, Jakarta Timur 2009 sekarang: S1 Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok Anggota 1 Nama: Ihda Husnayani Tempat, tanggal lahir: Saningbakar, 15 September 1991 Jenis kelamin: Perempuan Alamat rumah: Balailalang, 737, Nagari Saningbakar, Kec. X Koto Singkarak, Kab. Solok, Sumatera Barat, 27351 No. HP: 085658416718 Alamat email: ihda.husnayani@yahoo.comRiwayat pendidikan 1997 2003: SD N 23 Saningbakar, Kab. Solok, Sumatera Barat2003 2006: MTsM Saningbakar, Kab. Solok, Sumatera Barat 2006 2009: SMA N 1 Kota Solok, Sumatera Barat 2009 sekarang: S1 Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok 31 Anggota 2 Nama: Muhammad Iqbal Tempat, tanggal lahir: Solok, 14 Agustus 1992 Jenis kelamin: Laki-laki Alamat rumah: Jl. H. Saaba Ujung No. 17 RT 007/003 Meruya Selatan, Kembangan, Jakarta Barat No. HP: 081808768436 Alamat email: muhammad.iqbal007@yahoo.co.id Riwayat pendidikan 1998 2004: SDN 05 Petang Jakarta 2004 2007: SMPN 206 Jakarta 2007 2010: SMAN 65 Jakarta 2010 sekarang: S1 Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia, Depok