Diramalkan Sejak 1960, Fenomena Alam Ini Akhirnya Jadi Kenyataan

JAKARTA - Diramalkan sejak tahun 1960, akhirnya detektor partikel paling jauh di Bumi telah mendeteksi partikel antimateri paling energik yang pernah ada. Yakni, satu partikel ultralight yang menghantam es Antartika dengan gemuruh energi 6.300 nyamuk yang berterbangan.

Tabrakan itu terjadi pada 2016, tapi para peneliti hanya mengonfirmasi detail peristiwa pada 10 Maret dalam sebuah makalah yang diterbitkan di jurnal Nature. Antineutrino ini, sebut Live Science, pasangan antimateri dari partikel tipis yang sulit dideteksi yang dikenal sebagai neutrino, bertabrakan dengan sebuah elektron di suatu tempat di es Antartika dengan kecepatan hampir mendekati kecepatan cahaya.

Tabrakan itu menciptakan hujan partikel yang terdeteksi oleh IceCube Neutrino Observatory -fasilitas yang bertanggung jawab atas sebagian besar penelitian neutrino berenergi tinggi penting dalam dekade terakhir. Sekarang, fisikawan IceCube melaporkan bahwa hujan partikel itu termasuk bukti dari peristiwa yang telah lama berteori tetapi belum pernah dilihat sebelumnya yang dikenal sebagai "Resonansi Cahaya".

Kembali pada 1960, fisikawan Stephen Glashow, yang saat itu menjadi peneliti pascasarjana di Institut Fisika Teoretis Nordik di Denmark, meramalkan bahwa ketika antineutrino berenergi cukup tinggi bertabrakan dengan elektron, dia akan menghasilkan partikel berat berumur pendek yang dikenal sebagai sebuah W boson. Prediksi Glashow mengandalkan aturan dasar Model Standar fisika partikel, sebuah teori yang mendominasi cara peneliti memahami segala sesuatu mulai dari bagian dalam atom hingga cahaya hingga antimateri.

Mendeteksi resonansi Glashow adalah konfirmasi yang kuat dari Model Standar. Tetapi dibutuhkan neutrino untuk membawa energi jauh lebih banyak daripada yang dapat dihasilkan oleh akselerator partikel dari tahun 1960.

Biasanya sulit untuk membuat pengertian dengan angka-angka yang terlibat dalam partikel berenergi tinggi. Sebuah neutrino memiliki massa sekitar 2 miliar-miliar-miliar-miliar gram, dan ribuan neutrino berenergi rendah dari Matahari melewati tubuh Anda setiap detik sepanjang hari tanpa efek yang terlihat. Neutrino dengan energi 6,3 petaelektronvolt (PeV) adalah "makhluk buas" lainnya.

Menurut CERN, laboratorium fisika Eropa, sebuah teraelectronvolt (TeV) setara dengan energi seekor nyamuk yang terbang dengan kecepatan 1 mph (1,6 km/jam). Dan 6,3 PeV adalah 6.300 TeV. Jadi ubah satu nyamuk itu menjadi sekawanan 6.300 (atau percepat menjadi Mach-8,2, lebih dari empat kali kecepatan tertinggi F-16) dan Anda mendapatkan energi dari partikel tunggal yang sangat kecil yang diperlukan untuk resonansi Glashow.

Cara lain untuk memikirkan 6,3 PeV: Ini adalah 450 kali energi maksimum yang dapat dihasilkan Large Hadron Collider - akselerator CERN sepanjang 17 mil (27 kilometer), bernilai miliaran dolar yang bertanggung jawab untuk mendeteksi boson Higgs - harus dapat diproduksi oleh akhir 2020-an mengikuti peningkatan yang sedang berlangsung.

Mengingat energi yang sangat besar yang dibutuhkan, tidak ada yang berharap untuk melihat resonansi Glashow hanya dengan menggunakan alat manusia. Tapi IceCube, yang mendeteksi partikel yang jatuh dari langit, mendapat bantuan dari alam semesta. Partikel yang menghantam es pada tahun 2016 menghasilkan hujan karakteristik partikel yang sekarang menurut para peneliti berasal dari boson W, yang merupakan partikel fundamental yang bersama dengan boson Z dianggap bertanggung jawab atas gaya lemah. Dan itu adalah tanda antineutrino 6,3-PeV dan resonansi Glashow.

Para peneliti masih belum yakin akselerator kosmik apa yang menghasilkan setitik antimateri yang mengerikan. Tetapi mengatakan lebih banyak peristiwa akan membantu mereka menyempurnakan model mereka tentang apa pun yang dihasilkan oleh kanon luar angkasa alami yang menghasilkan partikel ekstrem dan menembakkannya ke Bumi.