Fisikawan Berpacu Memburu Materi Gelap

Tinuku
(KeSimpulan) Mungkin telah tertangkap detektor partikel yang sulit dipahami. Eksperimen di bawah hutan Minnesota telah melihat dua kejadian yang bisa langsung mendeteksi materi gelap (dark matter). Temuan ini tentatif, tetapi jika dikonfirmasi akan menandai akhir dari sebuah dekade panjang mengungkap partikel misterius. Data eksperimental dari Cryogenic Dark Matter Search II (CDMS II) juga menunjukkan bahwa materi gelap harus muncul dalam tumbukan di Large Hadron Collider (LHC), reaktor partikel terbesar dunia di CERN, Genewa Swiss.

Pengamatan astronom Swiss, Fritz Zwicky tahun 1930-an memberi petunjuk yaitu: Pertama, adanya materi gelap. Sejak itu, studi tentang struktur alam semesta dan cara galaksi berputar telah mengkonfirmasi bahwa harus ada bentuk yang tidak terlihat membentuk materi kosmos. Materi gelap ini diyakini membentuk 85% dari semua materi di alam semesta, meskipun tidak diketahui identitasnya. Kedua, terlihat oleh CDMSII pada tahun 2007 adalah bukti yang paling mungkin bentuk materi gelap yang dikenal sebagai weakly interacting massive particles (WIMPs). Setiap partikel bisa sama besar sebagai keseluruhan atom tapi jarang menampakkan dirinya berinteraksi dalam bentuk konvensional. Kemungkinan WIMPs yang tertangkap pada ujicoba kristal germanium dan silikon yang dingin sampai hampir nol mutlak (-273,15ÂșC). Ketika WIMPs menembak salah satu kristal memicu getaran yang meningkatkan suhu detektor, tetapi juga harus menciptakan muatan kecil pada permukaan kristal. Membandingkan ukuran dan waktu dari kedua sinyal dapat membantu untuk menentukan apakah mereka disebabkan oleh WIMPs.

Fisikawan CDMSII tutup mulut rapat-rapat tentang hasil eksperimen. Namun dalam serangkaian diskusi selama beberapa hari di AS dan Eropa, mereka diharapkan untuk mengumumkan bahwa WIMPs mereka memiliki massa 30-60 gigaelectronvolts, kira-kira 30-60 kali dari satu proton. Berdasarkan analisis bahwa ada 75% peluang kedua peristiwa adalah WIMPs dan 25% kemungkinan kedua adalah palsu yaitu disebabkan oleh radiasi liar. Tiga dari empat kemungkinan tidak cukup baik untuk mengklaim deteksi definitif WIMPs yang sulit dipahami, kata Timotius Sumner, fisikawan di Imperial College London yang memimpin eksperimen lawan WIMP yang dikenal sebagai Zeplin-III.

Pertanyaan besar, apakah eksperimen telah cukup memperhitungkan latar belakang radiasi. Walaupun diselimuti oleh batu dan berlokasi 3/4 kilometer bawah tanah di bekas tambang Soudan, masih ada kemungkinan bahwa beberapa neutron mungkin menemukan cara mereka ke dalam kristal dan menirukan sinyal-sinyal WIMP. Stray elektron atau sinar gamma memukul permukaan detektor juga dapat menciptakan kesalahan. Memahami dan menjelaskan latar belakang ini sangat sulit dan sangat penting untuk mengkonfirmasikan setiap deteksi, kata Sumner.

Fisikawan bisa dengan percaya diri mengklaim sebuah penemuan, sementara tidak melihat semua kejadian akan lebih mempersempit kemungkinan partikel massa. "Yang terbaik yang bisa kami sebut adalah sebuah petunjuk," kata John Ellis, fisikawan dari CERN. Kemungkinan deteksi terbaru di CDMSII adalah serangkaian kemungkinan sinyal materi gelap. Pada Agustus 2008, peneliti Italia yang memimpim eksperimen berbasis satelit PAMELA melihat kelebihan antielectrons (positron) yang dapat berasal dari penghancuran partikel materi gelap. Dan pada bulan Oktober, satelit NASA, Fermi Gamma-ray Space Telescope melihat kabut cahaya energi tinggi di pusat Galaxy, juga bisa menjadi bukti materi gelap. Eksperimen Italia dikenal sebagai DAMA telah menyatakan melihat materi gelap sebelumnya, tetapi banyak fisikawan yang skeptis terhadap temuan itu. Hasil baru konsisten dengan pengamatan dari PAMELA dan Fermi tapi membuat hasil DAMA lebih cenderung tidak valid.

Hasil CDMSII akan memacu fisikawan di LHC untuk memverifikasi penampakan. "LHC akan melihat ini dengan sangat mudah dan relatif cepat," kata Ellis. Konfirmasi WIMP pada energi yang disarankan oleh CDMSII juga akan memberikan dukungan pada supersymmetry, suatu teori yang menjelaskan materi gelap secara simultan dan menyatukan beberapa gaya fundamental. Tetapi para ilmuwan mungkin tidak perlu menunggu bahkan untuk mengetahui apakah CDMSII benar. Eksperimen seperti Zeplin-III sekarang mengambil data dan mungkin ke pengamatan CDMSII. "Sebuah konfirmasi mungkin bisa terjadi sangat cepat," kata Sumner. Kita tunggu saja!
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment