• News

  • Sains

Neutrino, Partikel "Hantu" Luar Angkasa

Partikel subatomik yang disebut neutrino sangat sulit ditangkap.
Searchoffifie
Partikel subatomik yang disebut neutrino sangat sulit ditangkap.

JAKARTA, NETRALNEWS.COM - Partikel subatomik yang disebut neutrino sangat sulit ditangkap karena mereka bisa menembus melewati materi biasa layaknya hantu. Namun, sebuah studi baru menunjukkan bahwa neutrino berenergi tinggi dari sumber kosmik tidak sepenuhnya tak terbendung.

Periset dari percobaan IceCube di Antartika mengumumkan minggu ini bahwa mereka telah mengukur tingkat di mana neutrino berenergi tinggi berinteraksi dengan materi biasa dan bukannya tidak terbebani.

"Memahami bagaimana interaksi neutrino adalah kunci dalam operasi IceCube," Francis Halzen, seorang profesor fisika di University of Wisconsin-Madison dan periset utama IceCube, mengatakan dalam sebuah pernyataan dari universitas tersebut, seperti dilansir dari laman Live Science, Kamis (23/11/2017).

Eksperimen IceCube dirancang terutama untuk mempelajari aspek fisika partikel, namun neutrino juga dapat mengungkapkan informasi baru tentang kejadian kosmik energik, seperti bintang yang meledak atau lubang hitam yang bertabrakan. Mereka bahkan bisa memberi ilmuwan petunjuk baru tentang misteri materi gelap.

Melalui Bumi

Neutrino tidak benar-benar mempengaruhi kehidupan sehari-hari kebanyakan manusia: mereka tidak membentuk atom (seperti elektron, proton dan neutron), dan mereka tidak memainkan peran penting dalam benda massa mereka (seperti Higgs boson).

Namun sekitar 100 triliun neutrino melewati tubuh Anda setiap detik, menurut sebuah pernyataan dari kolaborasi IceCube. Sebagian besar neutrino tersebut berasal dari matahari, yang melepaskan aliran konstan neutrino berenergi rendah ke luar angkasa.

Neutrino yang dicari IceCube - yang berasal dari sumber kosmik - hampir satu juta kali lebih energik daripada neutrino matahari. Neutrino energi tinggi ini dapat dilepaskan oleh berbagai peristiwa kosmik termasuk supernova (bintang yang meledak), tabrakan lubang hitam dan patung sinar gamma (yang mungkin memiliki banyak penyebab, termasuk bertabrakan bintang neutron).

"Kami selalu mengatakan bahwa tidak ada partikel tapi neutrino bisa menembus Bumi," kata Halzen dalam pernyataan dari University of Wisconsin. "Namun, neutrino memang memiliki probabilitas kecil untuk berinteraksi, dan kemungkinan ini meningkat dengan energi."

Detektor IceCube dibenamkan di bawah sekitar 1 mil (1,6 kilometer) es, dan mengumpulkan neutrino yang datang melalui Bumi dari segala arah. Dengan demikian, detektornya mampu mengamati berapa banyak neutrino yang berhenti saat mereka melewati planet ini pada kedalaman yang bervariasi.

Para ilmuwan IceCube "menemukan bahwa ada sedikit neutrino energik yang lebih banyak yang membuatnya menyusuri Bumi ke detektor IceCube daripada dari jalur yang kurang terhalang, seperti yang mendekati lintasan dekat horisontal," kata pejabat dalam pernyataan dari kolaborasi tersebut.

Tingkat di mana neutrino harus berinteraksi dengan materi biasa, berdasarkan energi neutrino, disebut penampang neutrino. Nilai-nilai tersebut diprediksi oleh Standard Model of Physics, yang merupakan model paling akurat yang ilmuwan telah susun tentang bagaimana dunia fisik harus berperilaku. Sebuah hasil yang tampaknya bertentangan dengan Model Standar dapat mengindikasikan bahwa para ilmuwan telah terhuyung-huyung ke "fisika baru", atau aspek alam semesta yang belum diprediksi.

"Kami tentu saja berharap ada beberapa fisika baru, tapi kami sayangnya menemukan bahwa Model Standar, seperti biasa, bertahan terhadap ujian," kata Halzen dalam pernyataan tersebut.

Diletakkan di Dalam Es

Observatorium IceCube terdiri dari serangkaian 5.160 detektor berukuran bola basket, yang terbentang merata sepanjang 86 "senar" yang jatuh ke lubang bor di es. Secara kolektif, senar dan detektornya menempuh 0,24 mil kubik (1 kubik km) dari es, terletak 1 mil (1,6 km) di bawah Kutub Selatan geografis.

Ketika neutrino diserap oleh atau bertabrakan dengan partikel materi biasa, interaksi tersebut menghasilkan hujan partikel sekunder. Partikel-partikel itu menghasilkan cahaya dalam perakitan IceCube, yang detektornya ambil. Periset dapat menggunakan sinyal untuk mengukur energi neutrino asli dan arah asalnya.

Partikel es menghalangi selain neutrino yang akan berinteraksi dengan detektor dan menciptakan noise pada data.

Ada kemungkinan bahwa dengan lebih banyak data, peneliti dapat menggunakan IceCube untuk mempelajari interior bumi, mungkin memetakan ketebalan dan inti dalamnya dan luarnya, menurut pernyataan tersebut. Makalah baru hanya mengandalkan data pengamatan IceCube satu tahun - antara Mei 2010 dan Mei 2011 - jadi masih ada lagi yang bisa dianalisis oleh peneliti.

"Kami memiliki data lebih dari tujuh tahun di kaleng dengan detektor yang telah selesai, oleh karena itu, kami akan memberikan pengukuran yang jauh lebih tepat di masa depan," kata Halzen dalam pernyataan dari University of Wisconsin.

Reporter : Amelia Surjadjaja
Editor : Lince Eppang

Apa Reaksi Anda?