Segera setelah alam semesta lahir, partikel yang tidak diketahui mungkin telah melakukan penguraian atom-atom dan menghancurkan lithium dalam jumlah yang besar sebelum menghilang secara misterius.
Tim peneliti dari Kanada dan Austria baru-baru ini mengusulkan tentang adanya ‘partikel X’ dapat menjelaskan mengapa jumlah lithium yang diamati tersebut di alam semesta awal kira-kira tiga kali lebih kecil dari yang diharapkan. Dari massa yang terprediksi menunjukkan bahwa partikel tersebut mungkin juga telah bertindak sebagai mediator antara materi normal dan materi gelap.
Penelitian yang dituangkan dalam “Physics World” tersebut, menjelaskan bahwa dalam teori ‘Big Bang nukleosintesis,’ inti mulai membentuk dalam beberapa menit pertama, proton dan neutron menyatu. Hal ini menciptakan deuterium, bersama dengan helium-4 dan helium-3, dimana terkombinasi membuat berilium-7, dan pada akhirnya hancur menjadi lithium-7.
Meskipun prediksi-prediksi tentang helium dan deuterium sebagian besar telah cocok dengan pengamatan selama bertahun-tahun, lithium gugur dari nilai teoritisnya. Pada prediksi lima per miliar hidrogen, peneliti mengatakan nilai tersebut adalah antara dua dan lima kali terlalu tinggi.
Untuk menjelaskan hal ini, peneliti dari Perimeter Institute di Waterloo, Kanada, dan Austrian Academy of Sciences di Wina mengusulkan ‘proses astrofisika tidak pasti’ yang mungkin telah bertanggung jawab pada berkurangnya lithium tersebut.
Dalam keterangannya, pada sebuah partikel yang sebelumnya tidak diketahui di luar Model Standar, ‘partikel X’, mungkin telah ada di alam semesta awal. Tidak memiliki muatan listrik dan kemampuan tersebut untuk berinteraksi baik dengan proton-proton maupun neutron-neutron.
Partikel X memiliki massa dimanapun tempatnya antara sekitar 2-20 megaelectron-volt (MeV), dan tidak memerlukan neutron tambahan untuk memecah lithium.
“Ide kami adalah untuk menemukan unsur fisika partikel untuk mendaur ulang neutron-neutron yang sudah ada,” kata Maxim Pospelov dari Perimeter Institute pada Physics World.
Partikel tersebut mungkin telah menghancurkan berilium sebelum memiliki kesempatan hancur, mencegah lithium-7 dari pembentukan. Atau, bisa juga memisahkan inti deuterium, meninggalkan neutron-neutron bebas tersebut untuk menghancurkan lithium dan kemudian menggabungkan.
Karena Partikel X memiliki 20 MeV batas atas, ia mengikat yang hanya akan bersifat sementara. Ini pada dasarnya akan mempertahankan melimpahnya inti lainnya.
Para peneliti mengatakan ada banyak percobaan yang bisa dilakukan untuk menguji partikel tersebut, termasuk percobaan ‘beam-dump’, Physics World menjelaskan.
Diperkirakan juga bahwa materi gelap memiliki mediator dari massa yang sama dengan partikel yang diusulkan, antara 10-30 MeV. Hal ini menunjukkan partikel X dapat ‘dibayangkan’ bertindak sebagai mediator antara materi normal dan gelap. (ran)
