
English: 
Assalamu'alaikum wa rahmatullaahi wa baarakaatuh.
Hello, welcome to the Nollikur Science channel.
I'm Yudi, and this is the first video of the Subatomic Physics Series
In this video we will discuss about Elementary Particles
the most fundamental particles in the universe.
It means it can't be broken down or divided anymore.
or in scientific language
it doesn't have an internal structure
Let's trace from the macro to the micro.
Take the simple example, water.
We all know that water is formed from a collection of H2O molecules.
Well, how small is this H2O molecule?
In a drop of water there is more or less

Indonesian: 
Assalamualaikum warahmatullah wabarakatuh.
Halo, selamat datang di channel Nollikur Science,
bersama saya Yudi,
dan ini adalah video pertama dari Seri Fisika Subatomik.
Di video kali ini kita akan membahas tentang
Partikel Elementer,
yaitu partikel yang paling dasar dari alam semesta ini.
Artinya dia tidak bisa dipecah lagi atau dibagi lagi.
Atau dalam bahasa ilmiahnya
tidak punya struktur internal.
Yuk kita runut mulai dari yang makro
sampai ke yang mikro.
Kita ambil contoh sederhana air.
Kita semua tahu air terbentuk dari
kumpulan molekul H2O.
Nah, seberapa kecil sih molekul H2O ini?
Di dalam setetes air itu
kurang lebih ada 1,6 sextillion molekul air,

English: 
1.6 sextillion water molecules. That is 1.6 x 10^21.
Atoms can still be broken down,
in which there is an atomic nucleus
surrounded by electrons
even we can still break the nucleus of atom.
It contains nucleons namely protons and neutrons.
For oxygen atoms, if we look at the periodic table
there are eight elements of protons and neutrons.
Well, until here is the question now,
are protons and neutrons elementary particles or not, Guys?
It turns out not yet.
We can still dismantle protons and neutrons.
Each of them is formed from three particles called quarks.
Neutron contains one up quark and two down quarks. On the contrary,
proton have two up quarks and one down quark.
Here, the up quark particle is symbolized with the letter u,
and the down quark particle with the letter d.

Indonesian: 
yaitu 1,6 x 10^21.
Atom masih bisa kita pecah,
di dalamnya ada inti atom atau nukleus
yang dikelilingi oleh elektron.
Inti atom pun masih bisa kita pecah lagi
isinya adalah nukleon
yaitu proton dan neutron.
Untuk atom oksigen
kalau kita lihat di tabel periodik unsur
jumlah proton dan neutronnya
masing-masing ada delapan.
Nah... Sampai di sini, pertanyaannya sekarang
kira-kira proton dan neutron ini sudah termasuk
partikel elementer atau belum ya, Guys...?
Ternyata belum.
Proton dan neutron, masih bisa kita bongkar
Keduanya itu masing-masing terbentuk dari tiga buah
partikel yang disebut dengan quark.
Neutron isinya 1 buah up quark dan 2 buah down quark
Nah, proton sebaliknya.
up quarknya yang ada 2 dan down quarknya ada 1.
Di sini, partikel up quark kita simbolkan dengan huruf u.
dan partikel down quark dengan huruf d.

English: 
Red, blue and green have meaning, Guys...
But we will ignore this...
Insha Allah later we will learn in the fourth video.
These three quarks are called valence quarks
that interact with each other or are bonded together.
The binding is called strong nuclear interaction
or strong nuclear force.
This strong nuclear force is carried by particles called gluons,
here the trace is symbolized by a spiral.
This gluon moves from one quark to another.
These quarks and gluons belong to elementary particles,
because it has no internal structure.
Okay, let us see the contribution of quark particles
to the properties of protons and neutrons,
especially in electric charge and mass.
Up quarks are electrically charged 2/3 e
while down quarks are -1/3 e,

Indonesian: 
Warna merah, biru dan hijau ini ada artinya, Guys.
tapi kita abaikan dulu ya...
Insya Allah nanti kita pelajari di video yang ke-4 (ralat).
Ketiga quark ini disebut dengan quark valensi,
yang saling berinteraksi atau saling berikatan.
Ikatanya disebut dengan
interaksi nuklir kuat, atau gaya nuklir kuat
Bahasa Inggrisnya, strong nuclear Interaction
atau strong nuclear force.
Gaya nuklir kuat ini dibawa oleh partikel
yang disebut gluon.
Di sini, lintasannya dilambangkan dengan bentuk spiral.
Gluon ini bergerak dari satu quark ke quark lainnya.
Nah, quark dan gluon ini sudah termasuk
dalam partikel elementer
karena tidak mempunyai struktur internal
Oke... Sekarang kita lihat kontribusi partikel quark
terhadap properti dari proton dan neutron
terutama dalam hal muatan listrik dan massa.
Up quark punya muatan listrik 2/3 e
sedangkan down quark -1/3 e.
Di mana e adalah muatan listrik dasar

English: 
where e is the elementary electric charge
which value is 1.6 x 10^-19 Coulomb.
So the neutron electric charge is 2/3 e
plus -1/3 e,
plus -1/3 e
the total is equal to zero,
so neutrons are uncharged or often we call neutral.
while proton, twice 2/3 e plus -1/3 e
produces an electric charge of 1e.
Let us move to the mass calculation,
up quark has a mass of 2.4 MeV/c^2
while down quark is twice,
4.8 MeV/c^2.
The mass of one eV/c^2 is equal to
1.78 x 10^-36 kg.
Let's sum up the mass of each quark of neutron
2.4 M plus twice 4.8 M, the total is 12 M.

Indonesian: 
atau elementary charge yang nilainya
1,6 x10^-19 Coulomb.
Jadi muatan listrik neutron adalah 2/3 e
ditambah -1/3 e
ditambah lagi -1/3 e.
Totalnya sama dengan 0
makanya neutron tidak bermuatan
atau sering kita sebut netral.
Sedangkan proton
dua kali 2/3 e ditambah -1/3 e
menghasilkan muatan listrik 1e.
Kita lanjut ke perhitungan massa.
Up quark mempunyai massa 2,4
Mega elektron Volt per c kuadrat.
sedangkan down quark dua kali lipatnya
4,8 MeV/c2
Massa 1 eV/c2 itu itu setara dengan 1,78 x 10^-36 kg.
Yuk kita jumlahkan massa dari masing-masing quark.
Untuk neutron
2,4 M ditambah dua kali 4,8 M
totalnya adalah 12 M.

Indonesian: 
Untuk proton, dua kali 2,4 M ditambah 4,8 M
totalnya menjadi 9,6 M.
Tapi ternyata, massa aktual dan neutron dan proton itu
tidak segitu, Guys.
Neutron massanya 939,5 M
dan proton 938,3 M.
Berarti massa quark hanya menyumbang
1 koma sekian % saja
dari massa neutron dan proton.
bahkan tidak sampai 2%.
Lalu dari mana neutron dan Proton mendapatkan
98 koma sekian % masanya?
Ada sebuah penelitian yang dilakukan oleh Yi-Bo Yang
dari Michigan state University.
Judulnya Proton Mass Decomposition.
Mereka meneliti apa saja faktor yang berkontribusi
memberi nilai massa pada proton.
Dari hasil penelitiannya
ternyata energi ikat antar quark
yang diperantarai oleh gluon
menduduki peringkat 1 dengan menyumbang massa
37 persen.
Diikuti energi yang dibawa oleh
masing-masing quark itu sendiri
sebanyak 31 persen.

English: 
For protons twice 2.4 M plus 4.8 M
the total is 9.6 M
But it turns out, the actual mass and neutrons and protons are not that much, Guys.
The neutron mass is 939.5 M and protons 938.3 M.
It means that the mass of the quark only contributes for 1 point so %
of the mass of neutron and proton.
Not even up to 2%.
Then where do neutrons and protons get 98 point so % of the mass?
There is a study conducted by Yi-Bo Yang
from Michigan State University,
titled Proton Mass Decomposition.
They examined what factors contributed to the mass value of protons.
The result shows that the binding energy between quarks mediated by gluons
ranks first with a mass contribution of 37%.
Followed by the energy carried by each quark itself
as much as 31%.

Indonesian: 
Nah, dari sini terbukti bahwa kesetaraan massa-energi
atau E = mc2, itu berjalan dua arah.
Tidak hanya massa yang dapat berubah menjadi energi
tetapi energi juga bisa berubah menjadi massa.
Di posisi ke-tiga ada trace anomali dari fenomena QCD
atau Quantum Chromedynamics
atau dinamika warna kuantum
yang menyumbang massa 23 persen.
Dan terakhir, kondensat quark menyumbang 9 persen.
Selama ini, kata nuklir terdengar
sangat mengerikan ya, Guys...
Tapi ternyata, 98 persen dari bobot tubuh kita
itu adalah efek dari ulah si nuklir.
Tanpa nuklir,
tubuh kita ini beratnya tidak sampai 2 kg, Guys.
Dinamika pada interaksi nuklir kuat
di dalam proton dan neutron ini
sangat-sangat kompleks, Guys.
Dinamika ini menghasilkan pembentukan dan
penghilangan quark virtual dan gluon virtual.
Jadi di dalam proton dan neutron tidak hanya

English: 
Well, from this it is evident that the mass-energy equivalence
or E = mc^2,
it goes both ways.
Not only mass can turn into energy
but also energy can also turn into mass.
In the third position there is an trace anomaly of QCD
or Quantum Chromodynamics which contribute 23% of the mass.
And finally the quark condensate contributes 9%.
All this time the word nuclear sounds really scary huh, Guys?
But it turns out, 98% of our body weight
is the effect of nuclear action.
Without nuclear, our body weighs less than 2 kg, Guys.
The dynamics of strong nuclear interactions
within protons and neutrons are very, very complex.
This dynamics results the formation and annihilation
of virtual quarks and virtual gluons.

English: 
So in proton and neutron there are not only three valence quarks,
but there are also virtual quark pairs whose numbers can be tens, thousands, even countless.
Because of so many, this virtual quark pair is commonly referred to as the seaquark.
We will discuss this process insha Allah in more detail
in the fourth and fifth videos later.
However many the number of virtual quarks
does not affect the electric charge of protons and neutrons.
Why?
Because they are couples of quarks and anti-quarks,
so when the electric charge is added up it produces zero because
the electric charge of antiquark is the opposite of that of quark.
After protons and neutrons, then what about electrons?
Compared to protons, the mass of electron is 1/1840 only,
that is only 0.511 MeV/c^2.
The electric charge is -1e
and because it is a Fermion, the spin is a half,
the same as a proton and a neutron.

Indonesian: 
ada quark valensi, yang jumlahnya tiga tadi itu,
tapi ada juga pasangan quark virtual yang jumlahnya
bisa puluhan, ribuan bahkan tak terhitung.
Karena saking banyaknya, pasangan quark virtual ini
biasa disebut dengan istilah seaquark
atau lautan quark.
Proses ini insya Allah akan kita bahas lebih detail
pada video ke-empat dan ke-lima (ralat) nanti.
berapapun jumlah virtual ini
tidak mempengaruhi muatan listrik proton
maupun neutron.
Kenapa?
Karena dia merupakan pasangan antara
quark dan antiquark.
jadi ketika muatan listriknya dijumlahkan
menghasilkan nilai nol, karena
muatan listrik antiquark itu kebalikan dari
muatan listrik quark.
Setelah proton dan neutron,
lalu bagaimana dengan elektron?
Dibandingkan dengan proton,
massa elektron hanya 1/1840-nya saja,
yaitu hanya 0,511 MeV/m2.
Muatan listriknya -1e
dan karena termasuk fermion, maka spin-nya 1/2,
sama dengan proton dan neutron.
Elektron tidak mempunyai struktur internal

English: 
Electrons have no internal structure so they belong to
elementary particles together with up quark, down quark and gluon.
Now let us see the comparison between particles based on their mass.
The diameter of the elementary particle is
less than 10^-18 meters, or more or less
1/1000 of the diameter of the proton and neutron.
So it is clear that the particle size comparison in this video
from the beginning
totally disproportionate.
Because this picture is only to facilitate our understanding, Guys.
If it's made proportional,
the size of one proton is the whole of this screen, the size of the quark is only one pixel,
so it won't be seen, Guys.
Likewise with the size of the atom.
The size of atom a full screen
then the atomic nucleus is only 1/20 pixel.
Not visible.
Moreover, the size of the electron, 1/so many thousand pixels.
So here for the sake of clarity,
some particles are drawn bigger than they should be.

Indonesian: 
jadi dia termasuk dalam partikel elementer
bersama dengan up quark, down quark dan gluon.
Sekarang kita lihat perbandingannya ukuran partikel
berdasarkan massanya.
Diameter partikel elementer itu berada pada angka
kurang dari 10^18 meter
atau kurang lebih 1/1000 dari
diameter proton dan neutron.
Jadi jelas bahwa gambar perbandingan
ukuran partikel pada video ini
dari awal tadi
sampai nanti
sama sekali tidak proporsional.
Karena gambar ini hanya untuk mempermudah
pemahaman kita saja, Guys.
Kalau dibuat proporsional,
ukuran proton satu layar penuh
ukuran quarknya hanya satu pixel.
Jadi nggak akan kelihatan, Guys.
Begitu juga dengan ukuran atom
ukuran atom satu layar penuh
maka inti atomnya hanya 1/20 pixel.
Nggak kelihatan.
Terlebih lagi ukuran elektronnya, 1/sekian ribu pixel.
Makanya di sini untuk memudahkan
beberapa ukuran partikel dibuat lebih besar
dari yang seharusnya.
Sampai di sini kita sudah mengenal

Indonesian: 
empat partikel elementer.
Lalu apakah masih ada partikel elementer yang lain?
Sampai dengan video ini di-upload
sudah ditemukan 17 partikel elementer
yang digolongkan ke dalam empat kategori
yaitu quarks,
leptons
gauge bosons
dan scalar boson.
Up quark dan down quark mudah ditebak
tentu masuk ke dalam kategori quarks.
Elektron masuk ke dalam kategori lepton.
Sedangkan gluon masuk ke dalam
kategori gauge boson.
Semua partikel pada kategori gauge boson adalah
partikel pembawa gaya atau force carrier.
Gluon di sini berperan sebagai
pembawa gaya nuklir kuat.
Partikel lain yang sering kita dengar namanya
adalah photon, atau partikel cahaya.
Photon juga termasuk dalam partikel elementer
dan masuk dalam kategori gauge boson.
karena dia berperan sebagai pembawa
gaya elektromagnetik.
Kita tahu cahaya digolongkan sebagai
gelombang elektromagnetik.
Sisanya, di kategori quark

English: 
At this point, we are familiar with four elementary particles.
Then are there still other elementary particles?
Until this video is uploaded,
17 elementary particles have been discovered
and classified into four categories,
namely quarks,
leptons,
gauge bosons
and scalar bosons.
Up quarks and down quarks are easy to guess
which certainly belong to the category of quarks.
Electrons is categoryzed as a lepton,
while gluons belongs to gauge bosons category.
All particles in the boson gauge category are force carriers.
Gluons here play a role as the carrier of the strong nuclear force.
Another particle that we often hear is photons or particles of light.
Photons are also included in elementary particles
and come in gauge bosons category
because he acts as an electromagnetic. force carrier
We know that light is classified as an electromagnetic wave.

Indonesian: 
ada pasangan charm quark -  strange quark
dan pasangan top quark - bottom quark.
Di kategori lepton ada partikel muon dan partikel tau,
serta ketiga neutrino dari partikel di atasnya
yaitu electron neutrino,
muon neutrino
dan tau neutrino.
Sesuai dengan namanya neutrino bersifat netral
atau tidak mempunyai muatan listrik.
Di kategori gauge boson ada W boson dan Z boson
yang berperan sebagai pembawa gaya nuklir lemah.
Terakhir, di kategori scalar boson
ada partikel berat yaitu Higgs boson
yang baru ditemukan pada tahun 2012.
Angka di sebelah partikel
paling atas ini menunjukkan muatan listrik,
kemudian angka di bawahnya adalah nilai spin
dan angka di bawahnya lagi adalah massa.
Kemudian tulisan di bawahnya lagi adalah flavor.
Jadi istilahnya bukan nama ya, Guys... tetapi flavor.
Ada flavor up, flavor down,
flavor elektron dan seterusnya.
Keseluruhan partikel elementer ini

English: 
The rest, in the quarks category there are pair of charm quarks & strange quarks,
and pair of top quarks & bottom quarks.
In the leptons category there are muon particles and tau particles,
as well as the three neutrinos from the particles above
electron neutrinos,
neutrino muon and know neutrinos.
As the name implies, neutrinos are neutral or have no electric charge.
In the gauge bosons category there are W boson and Z boson
which act as the carriers of the weak nuclear force.
The last, in the scalar boson category there are heavy particle namely Higgs boson,
which was discovered in 2012.
The number next to the particle, at the top shows the electric charge,
then the number below it is the spin value,
and the number below it is mass.
Then the bottommost is flavor.
So the term is not a name, Guys... but flavor.
There are up flavor, down flavor, electron flavor and so on.

Indonesian: 
dengan informasi gaya fundamental
yang bekerja padanya
itu biasa dikenal dengan istilah
Standard Model of Particle Physics.
Kenapa pada skala partikel, banyak digunakan
satuan massa elektron Volt / c kuadrat?
Ini semata-mata hanya untuk mempermudah
perhitungan saja, Guys...
Pada Fisika Subatomik ini banyak terjadi
fenomena kuantum
di mana masa berubah menjadi energi
atau sebaliknya.
Satu elektron Volt / c kuadrat dari massa
itu akan menghasilkan energi satu elektron Volt.
Tentu akan lebih mudah, Guys...
daripada kita menggunakan satuan
kg dan Joule.
Satu kilogram massa akan menghasilkan energi
8,99 x 10^16 Joule.
Jangan lupa untuk ikuti video kedua dari
Seri Fisika Subatomik. Kita masih akan membahas
tentang partikel elementer.
bagian ke-dua.
Semoga bermanfaat.
Wassalamu'alaikum warahmatullah wabarakatuh.

English: 
All the elementary particles with fundamental force acting on it
is commonly known by the term
Standard Model of Particle Physics.
Why on the particle scale we use units of mass eV/c^2?
This is merely to simplify calculations, Guys.
In the subatomic physics many quantum phenomena occur,
where mass turns into energy or vice versa.
1 eV/c^2 of mass will produce 1 eV energy.
Certainly it will be easier, Guys...
rather than we use units kg and joules.
1 kg of mass will produce energy
8.99 x 10^16 Joules.
Don't miss the second video of the Subatomic Physics Series,
we will still discuss Elementary Particles
part 2.
May be useful.
Wassalaamu'alaikum warahmatullaahi wabaarakaatuh.
