Belum lama berselang, tepatnya tanggal 5 Juni 2012 yang lalu, suatu berita besar iptek muncul dari sebuah konperensi fisika “Neutrino 98″ yang berlangsung di Jepang. Neutrino, salah satu partikel dasar yang jauh lebih kecil daripada elektron, ternyata memiliki massa, demikian laporan dari suatu tim internasional yang tergabung dalam eksperimen Super-Kamiokande. Tim ahli-ahli fisika yang terdiri dari kurang lebih 120 orang dari berbagai negara termasuk AS, Jepang, Jerman, dan Polandia tersebut melakukan penelitian terhadap data-data yang dikumpulkan selama setahun oleh sebuah laboratorium penelitian neutrino bawah tanah di Jepang.
Jika laporan ini
terbukti benar dan dapat dikonfirmasi kembali oleh tim lainnya maka
akan membawa dampak yang sangat luas terhadap beberapa teori fisika,
terutama pembahasan mengenai interaksi partikel dasar, teori asal mula
daripada alam semesta ini serta problema kehilangan massa (missing mass
problem) maupun teori neutrino matahari.
Neutrino,
atau neutron kecil, adalah suatu nama yang diberikan oleh fisikawan
dan pemenang hadiah Nobel terkenal dari Jerman: Wolfgang Pauli.
Neutrino adalah partikel yang sangat menarik perhatian para fisikawan
karena kemisteriusannya. Neutrino juga merupakan salah satu bangunan
dasar daripada alam semesta yang bersama-sama dengan elektron, muon,
dan tau, termasuk dalam suatu kelas partikel yang disebut lepton.
Lepton bersama-sama dengan enam jenis partikel quark adalah pembentuk
dasar semua benda di alam semesta ini.
Ditemukan
secara eksperimental pada tahun 1956 (dalam bentuk anti partikel) oleh
Fred Reines (pemenang Nobel fisika tahun 1995) dan Clyde Cowan,
neutrino terdiri dari 3 rasa (flavor), yakni: neutrino elektron,
neutrino mu dan neutrino tau. Neutrino tidak memiliki muatan listrik
dan selama ini dianggap tidak memiliki berat, namun neutrino memiliki
antipartikel yang disebut antineutrino. Partikel ini memiliki keunikan
karena sangat enggan untuk berinteraksi. Sebagai akibatnya, neutrino
dengan mudah dapat melewati apapun, termasuk bumi kita ini, dan amat
sulit untuk dideteksi.
Diperkirakan
neutrino dalam jumlah banyak terlepas dari hasil reaksi inti pada
matahari kita dan karenanya diharapkan dapat dideteksi pada laboratorium
di bumi. Untuk mengurangi pengaruh distorsi dari sinar kosmis,
detektor neutrino perlu ditaruh di bawah tanah. Dengan mempergunakan
tangki air sebanyak 50 ribu ton dan dilengkapi dengan tabung foto
(photomultiplier tube) sebanyak 13 ribu buah, tim Kamiokande ini
menemukan bahwa neutrino dapat berosilasi atau berganti rasa. Karena
bisa berosilasi maka disimpulkan bahwa neutrino sebenarnya memiliki
massa.
Penemuan
ini sangat kontroversial karena teori fisika yang selama ini kerap
dipandang sebagai teori dasar interaksi partikel, yakni disebut teori
model standard, meramalkan bahwa neutrino sama sekali tidak bermassa.
Jika penemuan neutrino bermassa terbukti benar maka boleh jadi akan
membuat teori model standard tersebut harus dikoreksi.
Penemuan
neutrino bermassa juga mengusik bidang fisika lainnya yakni kosmologi.
Penemuan ini diduga dapat menyelesaikan problem kehilangan massa pada
alam semesta kita ini (missing mass problem). Telah sejak lama para
ahli fisika selalu dihantui dengan pertanyaan: Mengapa terdapat
perbedaan teori dan pengamatan massa alam semesta? Jika berat daripada
bintang-bintang, planet-planet, beserta benda-benda alam lainnya
dijumlahkan semua maka hasilnya ternyata tetap lebih ringan daripada
berat keseluruhan alam semesta.
Para
ahli fisika menganggap bahwa terdapat massa yang hilang atau tidak
kelihatan. Selama ini para ahli tersebut berteori bahwa ada partikel
unik yang menyebabkan selisih massa pada alam semesta. Namun teori
semacam ini memiliki kelemahan karena partikel unik yang diteorikan
tersebut belum pernah berhasil ditemukan.
Dari
hasil penemuan tim Kamiokande ini dapat disimpulkan bahwa ternyata
partikel unik tersebut tidak lain daripada neutrino yang bermassa.
Menurut
teori dentuman besar (Big Bang) alam semesta kita ini bermula dari
suatu titik panas luar biasa yang meledak dan terus berekspansi hingga
saat ini. Fisikawan Arno Penzias dan Robert Wilson (keduanya kemudian
memenangkan hadiah Nobel fisika tahun 1978) pada tahun 1965 menemukan
sisa-sisa gelombang mikro peninggalan dentuman besar yang sekarang
telah mendingin hingga suhu sekitar 3 Kelvin. Namun salah satu hal yang
masih diperdebatkan adalah masalah ekspansi alam semesta itu sendiri.
Apakah hal ini akan terus menerus terjadi tanpa akhir? Penemuan neutrino
bermassa diharapkan akan bisa menjawab pertanyaan yang sulit ini.
Bayangkan
suatu neutrino yang sama sekali tidak bermassa, seperti yang
diperkirakan selama ini. Gaya gravitasi tentu tidak akan berpengaruh
sama sekali pada partikel yang tidak memiliki berat. Namun apa yang
terjadi jika neutrino ternyata memiliki berat? Dalam jumlah yang amat
sangat banyak neutrino-neutrino ini tentu akan bisa mempengaruhi
ekspansi alam semesta. Tampaknya ada kemungkinan ekspansi alam semesta
suatu saat akan terhenti dan terjadi kontraksi atau penciutan kembali
jika ternyata neutrino memiliki massa.
Terakhir
masih ada satu lagi problem fisika yang akan diusik oleh hasil
penemuan ini yaitu problem neutrino matahari, dimana terjadi selisih
jumlah perhitungan dan pengamatan neutrino yang dihasilkan oleh matahari
kita.
Untuk
keabsahan penemuan ini tim internasional dari eksperimen super
Kamiokande dalam laporannya juga mengajak tim-tim saintis lainnya untuk
mengkonfirmasi penemuan mereka. Namun menurut pengalaman di masa lalu,
laporan osilasi neutrino dan neutrino bermassa selalu kontroversi dan
jarang bisa dikonfirmasi kembali.
Untuk
sementara ini para ahli harus sabar menunggu karena eksperimen semacam
ini hanya bisa dilakukan oleh segelintir eksperimen saja di seluruh
dunia. Yang pasti jika hasil penemuan ini memang nantinya terbukti
benar maka jelas dampaknya akan sangat terasa pada beberapa teori fisika
modern.
http://www.forumsains.com/fisika/penemuan-terbaru-yang-menggegerkan-teori-fisika-modern/
0 komentar:
Posting Komentar