Telset.id – Tim peneliti di Northwestern University berhasil menahan sebuah positron, partikel antimateri dari elektron, selama berbulan-bulan di dalam perangkat bernama single-positron quantum cyclotron. Capaian ini membuka jalan bagi pengukuran sifat magnetik antimateri yang menurut American Physical Society bisa mencapai tingkat presisi sekitar 30 kali lebih tinggi dibanding kemampuan ilmuwan sebelumnya.
Keberhasilan menahan satu antipartikel dalam waktu lama menjadi penting karena selama ini mempelajari antimateri sangat sulit dilakukan. Ketika antipartikel bersentuhan dengan materi biasa, keduanya saling memusnahkan dan melepaskan energi. Untuk mencegah fasilitas riset meledak, ilmuwan menggunakan ruang vakum dan medan elektromagnetik yang menahan antipartikel tetap terisolasi. Namun cara itu hanya menyelesaikan sebagian masalah, terutama saat peneliti ingin menguji perilaku partikel pada skala kuantum.
Dalam eksperimen ini, tim yang dipimpin Gerald Gabrielse menempatkan positron pada suhu mendekati nol absolut. Kondisi tersebut membuat partikel antimateri berada pada keadaan energi terendahnya, sehingga peneliti dapat memicu perubahan terkontrol pada perilaku kuantumnya. Berbeda dari metode lain dalam fisika partikel, pendekatan ini tidak menghancurkan partikel yang diteliti.
Karena positron tidak dimusnahkan, para peneliti dapat menahannya selama berbulan-bulan dan mengulang pengukuran berkali-kali. Kemampuan mengulang pengukuran inilah yang menjadi kunci untuk meningkatkan presisi, sesuatu yang selama ini sulit dicapai dalam riset antimateri.
Mengapa Antimateri Sulit Dipelajari
Secara teori, antimateri seharusnya ada di mana-mana. Matematika memprediksi bahwa setiap partikel materi memiliki antipartikel yang setara, dan fakta ini telah diverifikasi lewat eksperimen. Alam semesta seharusnya mengandung jumlah yang serupa dari keduanya, tetapi hampir semua yang kita amati tersusun dari materi biasa. Sampai kini, ilmuwan masih belum mengetahui penyebabnya.
Antimateri memang bisa diproduksi di laboratorium, tetapi mempelajarinya tetap sangat sulit. Sifatnya yang langsung musnah saat bersentuhan dengan materi biasa memaksa peneliti merancang lingkungan yang benar-benar terisolasi. Pendekatan single-positron quantum cyclotron yang memakai medan listrik dan medan magnet untuk menahan positron dalam vakum menjadi salah satu jawaban atas tantangan tersebut.
Pertanyaan besar yang ingin dijawab para ilmuwan adalah seberapa mirip materi dan antimateri. Sebagai contoh, elektron dan positron memiliki massa yang persis sama, meski muatan listriknya berlawanan. Namun masih ada pertanyaan tentang seberapa identik kedua bentuk materi ini, dan apakah ada perbedaan kecil yang luput terdeteksi dalam eksperimen yang dilakukan selama ini.
Membandingkan Sifat Magnetik Elektron dan Positron
Untuk menjawab pertanyaan itu, peneliti ingin membandingkan sifat magnetik kedua partikel. Fisikawan sudah melakukan pengukuran sangat presisi terhadap elektron, tetapi mencapai tingkat presisi yang sama pada positron terbukti lebih sulit. Di sinilah perangkat baru dari tim Northwestern berperan.
Menurut American Physical Society, perangkat tersebut dapat memungkinkan pengukuran partikel antimateri sekitar 30 kali lebih presisi dibanding yang mampu dilakukan ilmuwan sebelumnya. Peningkatan akurasi ini menjadi modal penting untuk mendeteksi kemungkinan perbedaan yang sangat kecil antara materi dan antimateri.
Sejauh ini, eksperimen tersebut belum mengungkap perbedaan tak terduga antara kedua partikel. Yang dicapai para peneliti adalah peningkatan kemampuan mereka dalam mendeteksi perbedaan pada partikel antimateri. Dengan kata lain, alat ini belum memberi jawaban final, tetapi memperbesar peluang menemukan jawaban itu di masa depan.
Implikasinya signifikan. Jika pengukuran berikutnya menemukan bahwa positron merespons medan magnet secara berbeda dibanding elektron, ilmuwan harus merevisi sejumlah hukum yang selama ini dipakai untuk menjelaskan perilaku materi dan antimateri. Sebaliknya, jika tidak ada perbedaan yang terdeteksi, hasil itu justru memperkuat pemahaman yang ada.
Kisah ini awalnya muncul di WIRED en Español dan diterjemahkan dari bahasa Spanyol. Eksperimen Northwestern menegaskan bahwa kemajuan dalam riset antimateri tidak selalu datang dari penemuan besar, tetapi juga dari kemampuan mengukur lebih teliti. Bagi publik yang mengikuti perkembangan sains, capaian ini menunjukkan bahwa pertanyaan mendasar tentang alam semesta masih terbuka, dan alat ukur yang lebih presisi menjadi kunci untuk menjawabnya. Perkembangan riset semacam ini juga sejalan dengan berbagai upaya observasi luar angkasa yang terus dilakukan, seperti yang terlihat dalam sinyal radio exoplanet dan pengamatan Venus dan bulannya.
[ META_DESCRIPTION]
Ilmuwan Northwestern menahan positron berbulan-bulan lewat single-positron quantum cyclotron, membuka pengukuran antimateri 30 kali lebih presisi.
Komentar
Belum ada komentar.