Pagi ini, sebelum melanjutkan sejumlah pekerjaan yang tertunda, saya sempatkan membaca Nature edisi 13 Januari 2011. Tentu saja banyak artikel yang menarik, tapi saya pilihkan satu topik dari rubrik “News & Review” dengan judul artikel Particle physics: Beyond Feynman’s diagrams.

Fisikawan yang belum pernah menggunakan diagram Feynman seperti koki yang belum pernah pegang pisau. Apalagi jika dia seorang fisikawan partikel, entah itu teoretik atau eksperimental. Di bangku sekolah, diagram Feynman diajarkan (mungkin) di mata kuliah Mekanika Kuantum, atau Teori Medan Kuantum, atau setidak-tidaknya di Fisika Nuklir (saat membahas peluruhan Beta).

Diagram Feynman menceritakan bagaimana menghitung probabilitas interaksi sebuah partikel dengan lingkungannya. Lingkungannya itu bisa jadi sebuah medan atau sejumlah partikel lain. Sebuah proton, misalnya, dalam perjalanannya di ruang angkasa boleh jadi dia berinteraksi dengan partikel-partikel lain (hamburan), mengeluarkan atau menyerap cahaya, atau bahkan berubah (meluruh) menjadi partikel lain. Semua kemungkinan itu digambar dalam diagram Feynman lalu probabilitas dapat dihitung dengan aturan-aturan yang dibuat oleh Feynman.

Semenjak Feynman mempublikasikan diagramnya, generasi fisikawan berikutnya banyak menghabiskan waktu untuk mempelajari proses hamburan dan kemudian menguji perhitungan mereka di laboratorium. Diagram Feynman dan aturan-aturannya ternyata selain mampu menyederhanakan perhitungan, juga dapat memprediksi banyak hal dengan sangat akurat ketika eksperimental membuktikannya.

Tapi, semua ajian sepertinya memang ada batasnya. Misalnya ketika mempelajari proses hamburan yang melibatkan partikel pengantar gaya kuat “gluon”. Enam gluon saja setidak-tidaknya berkontribusi pada 220 diagram Feynman. Akani-Hamed et al. meng-komputasi-kan Diagram Feynman untuk proses paling sederhana untuk interaksi yang melibatkan gluon ini dan mereka membutuhkan coding puluhan ribu integral matematis! Tapi, Parke dan Taylor (Phys. Rev. Lett. 56, 2459–2460 (1986)) dapat menyelesaikannya dengan solusi akhir hanya terdiri dari tiga suku sederhana.

( Read more )