Petunjuk adanya partikel eksotis baru, tentang kekuatan mendasar yang belum ditemukan telah membuat dunia fisika ramai minggu ini.
Keramaian yang timbul karena percobaan di Hongaria yang melihat anomali (keanehan) dalam peluruhan radioaktif, yang menunjukkan adanya partikel baru. Jika tes mereka terbukti akurat, penemuan tersebut benar-benar dapat membalikkan pemahaman kita tentang bagaimana alam semesta bekerja.
Model kerja para fisikawan akhir-akhir ini menyatakan bahwa ada empat kekuatan fundamental alam: gravitasi, elektromagnetisme, serta kekuatan lemah dan kuat di antara atom-atom. Namun percobaan terbaru oleh tim fisikawan yang dipimpin oleh Attila Krasznahorkay dari Hongarian Academy of Sciences, menunjukkan bahwa masih ada kekuatan lain.
Tim mengatakan mereka telah menemukan radioaktif aneh luruh secara tidak beraturan, dan mereka mempublikasikan hasil penemuannya akhir tahun lalu di “Physical Review Letters”, menurut laporan Nature News.
Meskipun klaim tersebut radikal, namun tulisan mereka menerima sedikit perhatian, sampai seorang fisikawan di University of California memeriksa metode dan hasil mereka, dan menemukan penelitian tersebut akurat, tulis Gizmodo.
“Apa yang sedang disampaikan pada kita jika itu benar adalah bahwa ada sesuatu yang terjadi di dalam cara tersebut bahwa satu partikel berbicara pada partikel lain yang belum kita punya dalam matematika kita pada saat ini,” kata Geraint Lewis, seorang profesor astrofisika di Universitas dari Sydney mengatakan kepada ABC News.
Para ilmuwan telah berteori bahwa kekuatan kelima ada selama beberapa dekade. Mereka mengatakan itu bisa membantu menjelaskan ketidakmampuan dari model standar fisika partikel untuk menjelaskan materi gelap.
Materi gelap adalah zat yang tak terlihat (karena tidak memancarkan cahaya apapun) yang membuat lebih dari 80 persen dari massa alam semesta. Semua petunjuk yang mengarah pada keberadaan materi gelap ditimbulkan oleh gravitasinya yang menarik objek-objek lain. Setidaknya itu sampai sekarang. Dan lebih dari 95% materi di alam semesta ini tidak bisa kita lihat. Materi gelap termasuk materi yang demikian, tapi unsur utamanya adalah gaya misterius bernama energi gelap. Energi ini mendorong segala sesuatu, semacam lawan dari gravitasi.
Para pencetus teori telah mengusulkan sejumlah partikel materi eksotis, termasuk ‘foton gelap’, yang membawa gaya elektromagnetik.
Para ilmuwan Hungaria sedang mencari foton-foton gelap dengan peledakan proton pada potongan tipis lithium. Karena lithium menyerap proton, ia berubah menjadi berilium yang tidak stabil, dimana hancur lebih lanjut, menciptakan elektron dan positron.
Ketika proton menghantam lithium pada 140 derajat, lebih banyak elektron dan positron terbentuk dari yang diharapkan. Krasznahorkay menunjukkan bahan tambahan ini sedang dibuat oleh partikel yang 34 kali lebih berat daripada elektron.
“Kami sangat yakin tentang hasil eksperimen kami,” kata Krasznahorkay, menambahkan bahwa tim telah mengulang tes tersebut beberapa kali.
Jonathan Feng, di University of California, Irvine, yang menguji hasil tersebut berpikir partikel baru ini sebenarnya sesuatu yang dikenal sebagai ‘protophobic X boson’ daripada proton gelap.
Feng sekarang melihat jenis lain dari partikel yang bisa menjelaskan anomaly tersebut. Tetapi menurutnya protophobic boson adalah kemungkinan yang paling mudah. Namun banyak ilmuwan tetap skeptis tentang temuan ini, dan tidak ada beberapa tim di seluruh dunia berharap untuk memvalidasi hasil tersebut.
Mengapa penemuan ini begitu menyenangkan
Model Standar mengatakan segala sesuatu di alam semesta terbuat dari pembentukan materi yang paling dasar disebut partikel fundamental, yang diatur oleh empat kekuatan: gravitasi, elektromagnetik, nuklir lemah dan nuklir kuat. Kekuatan-kekuatan tersebut bekerja atas rentang yang berbeda dan memiliki kekuatan yang berbeda.
Partikel baru ini, jika ada, tidak akan cocok dengan deskripsi yang diberikan oleh Model Standar dan akan membawa pada suatu area baru fisika partikel yang menyeluruh. Beberapa telah mengusulkan itu bahkan mungkin mengarah pada penemuan kekuatan fundamental kelima.
Perkembangan ini menarik karena Model Standar telah meninggalkan beberapa pertanyaan yang belum terjawab selama bertahun-tahun, sehingga para ilmuwan tertarik untuk membebaskannya dan menemukan teori-teori baru.
Model Standar tidak bisa menjelaskan gravitasi, sebagai contoh, karena tidak sesuai dengan penjelasan terbaik tentang bagaimana gravitasi bekerja, relativitas umum, juga tidak menjelaskan partikel materi gelap.
Teori kuantum yang digunakan untuk menggambarkan partikel kecil di dunia, dan teori relativitas umum yang digunakan untuk menggambarkan objek-objek dunia yang lebih besar, juga sulit untuk mendamaikan. Tidak ada seorangpun yang berhasil membuat keduanya secara matematis cocok dalam konteks Model Standar.
Menurut teori Big Bang, materi dan antimateri diciptakan dalam jumlah yang sama pada awal alam semesta dengan demikian mereka harus saling memusnahkan satu sama lain secara total pada yang pertama kedua atau lebih dari keberadaan alam semesta. Ini berarti kosmos harus penuh cahaya dan sedikit yang lainnya.
Namun karena tidak ada perbedaan yang menyolok dalam fisika dari materi dan anti-materi yang telah meninggalkan alam semesta dengan surplus materi dan yang membentuk bintang-bintang yang kita lihat, planet dimana kita tinggal dan diri kita sendiri, sehingga pengamatan tersebut sejauh ini dianggap tidak cukup untuk mengkonfirmasi keberadaan dari partikel tersebut. (ran)
