Muon, Bukti Kuat Kekuatan Fundamental Alam Baru dalam Penelitian Partikel

BBC Indonesia - detikNews
Sabtu, 10 Apr 2021 19:11 WIB
Temuan dari eksperimen Muon g-2 di Illionois, Amerika Serikat (Reidar Hahn/FermiLab)
Washington DC -

Dari magnet yang menempel di kulkas sampai ke lemparan bola basket ke keranjang, kekuatan fisika berperan dalam setiap sisi kehidupan kita.

Semua kekuatan fundamental alam semesta yang kita alami setiap hari dapat digambarkan dalam empat kategori, yaitu gravitasi, magnet elektron, gaya inti kuat, dan gaya inti lemah.

Kekuatan atau gaya fundamental alam semesta dapat diartikan sebagai kekuatan dasar yang membentuk, mengatur, menjaga, dan melestarikan semua materi di alam semesta.

Empat kekuatan merupakan gaya mutlak yang ada di alam.

Para pakar fisika mengatakan mereka menemukan kekuatan fundamental alam yang kelima.

Temuan ini berdasarkan penelitian yang dilakukan di laboratorium di Batavia, di dekat Chicago, Amerika Serikat.

Empat kekuatan fundamental ini mengatur bagaimana objek dan partikel di semesta berinteraksi satu sama lain.

Misalnya, gravitasi menyebabkan objek jatuh dan barang berat seolah bisa menempel erat ke dasar.

Dewan sains dan teknologi Inggris, Science and Technology Facilities Council (STFC) mengatakan hasil itu "memberikan bukti kuat partikel sub-atom atau kekuatan baru yang belum ditemukan."

Tetapi hasil dari eksperimen Muon g-2 itu masih belum belum konklusif.

Kemungkinan ditemukannya kekuatan baru itu perbandingannya satu dari 40.000 atau dikenal dengan isitlah 4,1 sigma.

Sigma level 5 atau, satu dari 3,5 juta peluang yang diperlukan untuk mengklaim adanya satu temuan.

Profesor Mark Lancaster, yang memimpin penelitian di Inggris mengatakan kepada BBC News, "Kami menemukan interaksi muon tak sesuai dengan Standard Model l [teori yang saat ini diyakini banyak orang untuk menerangkan bagaimana benda-benda di jagat raya berinteraksi]."

Peneliti di Universitas Manchester itu menambahkan, "Jelas bahwa temuan ini sangat mengasyikkan karena berpotensi menunjukkan adanya ketentuan baru dalam fisika, partikel baru dan kekuatan baru yang belum pernah ada selama ini."

Temuan itu adalah serangkaian hasil yang menjanjikan dari eksperimen partikel fisika di Amerika Serikat, Jepang dan baru-baru ini di Large Hadron Collider atau Penumbuk Hadron Raksasa di perbatasan Swiss-Prancis.

Penumbruk Hadron raksasa adalah alat untuk mempercepat partikel berenergi tinggi terbesar di dunia, yang dibangun oleh Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir (CERN) antara tahun 1998 sampai 2008, kerja sama ribuan pakar fisika dari 100 negara.

Prof Ben Allanach, dari Universitas Cambridge, yang tak terlibat dalam penelitian terakhir mengatakan, "Perasaan saya ini akan menjadi kenyataan."

Peta Illinois, AS.

BBC

"Saya selalu meneliti kekuatan dan partikel selama karier saya. Inilah momen yang saya nantikan dan saya tak bisa tidur karena saya sangat gembira," tambahnya.

Eksperimen di Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) di Batavia, Illinois, meneliti tanda fenomena baru dalam fisika dengan meneliti partikel sub-atom yang disebut muons.

Ada rangkaian yang lebih kecil dari atom di dunia. Sebagian dari partikel sub-atom ini terdiri dari benda yang lebih kecil lagi yang tak dapat dipecah lagi.

Muon

Muon adalah satu dari partikel fundamental yang serupa dengan elektron, namun 200 kali lipat lebih berat.

Eksperimen Muon g-2 mencakup pengiriman partikel berbentuk cincin 14 meter dan penggunaan medan magnet. Dalam hukum fisika saat ini, berdasarkan Standard Model, langkah ini dapat menyebabkan muon bergerak dengan kecepatan tertentu.

Sebaliknya, para ilmuwan menemukan bahwa muon bergoyang dengan kecepatan yang lebih tinggi dari yang diperkirakan. Ini mungkin disebabkan oleh kekuatan alam yang benar-benar baru dalam dunia sains.

Belum ada yang tahu seperti apa kekuatan baru ini.

Sejumlah pakar fisika percaya hasil ini mengarah pada temuan sub-artikel yang belum pernah ditemukan. Ada dua hipotesis, temuan partikel yang pernah disebut leptoquark, dan yang lainnya Z' boson (Z-prime boson).

Bulan lalu, pakar fisika yang bekerja di eksperimen Penumbruk Hadron raksasa, LHC menggambarkan hasil itu dapat mengarah pada temuan partikel baru dan kekuatan baru.

Dr Mitesh Patel, dari Imperial College London, yang terlibat dalam proyek itu mengatakan, "Lomba untuk menemukan eksperimen ini telah dimulai dan untuk mendapatkan bukti bahwa ini adalah sesuatu yang baru. Diperlukan data dan pengukuran lagi dan semoga menunjukkan bukti bahwa efek ini menjadi kenyataan."

Prof Allanach memberikan berbagai nama untuk kemungkinan kekuatan kelima dalam teorinya.

Di antaranya adalah "kekuatan rasa" dan "keluarga ketiga kekuatan hiper."

Kekuatan alam seperti gravitasi dan elektromagnetis (yang digunakan untuk listrik dan magnet), gaya inti kuat dan lemah mengatur pergerakan partikel sub-atom.

Kekuatan fundamental kelima dapat menerangkan sejumlah pertanyaan besar terkait alam semesta yang banyak dipertanyakan para ilmuwan selama puluhan tahun.

Misalnya, perluasan alam semesta disebut karena fenomena misterius yang dikenal dengan energi gelap. Namun sejumlah peneliti baru-baru ini menyebut fenomena itu dapat menjadi buktinya adalahnya kekuatan fundamental kelima.

Dr Maggie Aderin-Pocock, presenter pada program BBC Sky at Night mengatakan kepada BBC News, "Ada sejumlah misteri yang belum terpecahkan. Dan temuan ini dapat menjadi kunci jawaban untuk menjawab misteri-misteri ini."

(nvc/nvc)