Penemuan
Terbaru Yang Menggegerkan Teori Fisika Modern
Belum
lama berselang, tepatnya tanggal 5 Juni 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.
Sumber: arhyblog.blogspot.com
0 komentar:
Posting Komentar