Detektor MiniBooNE Menyulut Kembali Partikel Kontroversial Neutrino

Tinuku
News KeSimpulan.com - Seperti terjaga dari kematian, hipotesis kontroversial mungkin memang eksis, ada jenis partikel mengambang di sekitar alam semesta.

Menggunakan detektor partikel besar, fisikawan di Illinois mempelajari cara untuk memahami partikel yang sulit dipahami disebut antineutrinos transform dari jenis atau "rasa" ke bentuk yang lain dan data mereka mendukung klaim lama tentang laju transformasi sangat tinggi sehingga memerlukan jenis lain yang pada dasarnya tidak terdeteksi neutrino. Ironisnya, tim yang sama mengguyur air dingin terhadap gagasan 3 tahun yang lalu dan peneliti lainnya tetap skeptis.

Dari sedikit fondasi yang diketahui pada materi ini, neutrino dipancarkan dalam beberapa jenis radioaktif yang meluruh dan dipompa ke luar angkasa dalam jumlah besar oleh Matahari, materi ini hampir tidak berinteraksi dengan partikel lain. Akibatnya, triliunan neutrino yang menghantam setiap meter persegi Bumi setiap detik, beberapa lolos melewati planet tanpa hambatan. Meskipun demikian, fisikawan telah mampu mempelajari setan kecil yang datang dalam tiga jenis yaitu neutrino elektron, neutrino muon, dan neutrino tau.

Sejak lama para peneliti telah curiga ketiga jenis neutrino dapat "berosilasi" satu sama lain tergantung pada tingkat massa dan energi, tetapi baru pertama kali terbukti pada tahun 1998. Bahkan fisikawan sebelumnya yang bekerja dengan eksperimen yang disebut Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND) di Los Alamos National Laboratory, New Mexico menemukan bukti bahwa antineutrino muon berubah menjadi antineutrino elektron. Tetapi temuan yang dilaporkan pada tahun 1995 menyatakan transformasi ini tampaknya terjadi begitu cepat sehingga antineutrino harus dilakukan dengan cakupan eksperimen yang lebih luas.

Salah satu jalan keluar dari paradoks yang menganggap bahwa partikel neutrino biasa yang ditemukan telah bercampur dengan semacam neutrino supermasif "steril", tetapi berinteraksi dengan hal-hal lain hanya melalui kekuatan grativasi yang sangat lemah. Namun demikian peneliti lain khawatir bahwa hasil tersebut merupakan sebuah kebetulan statistik atau bahkan galat.

Sekarang, sebuah tim internasional yang bekerja di Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) di Batavia, Illinois, melaporkan hasil yang konsisten dengan eksperimen LSND dan sedang melihat kemungkinan partikel baru. Peneliti mengoperasikan Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE) menghasilkan berkas antineutrino muon dan partikel lain menggunakan Booster akselerator proton dan menembak mereka dengan detektor 500 meter. Mereka berharap melihat antineutrino muon berubah menjadi antineutrino elektron.

Setelah eksperimen selama 4 tahun, mereka menemukan kisaran energi yang sama seperti kisaran energi LSND sekitar 43 antineutrino elektron dari 234 yang diprediksi, sekali lagi menunjukkan bahwa antineutrino muon berubah menjadi antineutrino elektron pada tingkat yang sangat tinggi. Mereka menghitung probabilitas statistik jika terjadi secara kebetulan sekitar 0,5% saja. Ironisnya, pada tahun 2007 tim MiniBooNE melaporkan hasil untuk neutrino (bukannya antineutrino yang tidak menemukan kelebihan transformasi) dalam kisaran energi yang sama seperti LSND, tetapi melihat beberapa tambahan pada energi yang lebih rendah.

Pada saat itu, banyak peneliti menyimpulkan bahwa hasil tersebut mengesampingkan klaim LSND. Anggota tim mengatakan mereka senang tapi tetap berhati-hati. "Kalau ini benar akan memiliki konsekuensi besar," kata Richard Van de Water, fisikawan dari Los Alamos dan anggota tim MiniBooNE yang melaporkan 26 Oktober ke Physical Review Letters bahwa hasil mendukung gagasan tentang neutrino steril.

Perbedaan yang terlihat oleh MiniBooNE antara neutrino dan antineutrino juga menyarankan asimetri dua perilaku yang disebut pelanggaran charge parity (CP) pada sekelompok partikel termasuk elektron dan neutrino. Pelanggaran CP telah terlihat pada jenis-jenis partikel, tetapi beberapa teori berpikir bahwa pelanggaran CP antar neutrino dapat menjadi kunci untuk menjelaskan mengapa alam semesta mengembangkan begitu banyak materi dan begitu sedikit antimateri.

Namun, "kami tidak berteriak klaim ... kami telah menemukan penyimpangan CP" di neutrino, kata Bill Louis dari Los Alamos yang juga anggota tim MiniBooNE dan LSND. Para peneliti ingin menjalankan eksperimen untuk "4 tahun lagi untuk mengkonfirmasi," kata Louis.

"Saya mungkin kurang bersemangat," kata Maury Goodman dari Argonne National Laboratory di Illinois yang bekerja pada eksperimen lain yang disebut Main Injector Neutrino Oscillation Search (MINOS) Experiment. "Mungkin tidak ada apa pun di sana, tetapi sebagai fisikawan yang baik," para peneliti harus melakukan tindak lanjut, kata Goodman. MINOS menemukan anomali serupa awal musim panas ini, meskipun Goodman juga merasa skeptis dengan hasil tersebut.

Temuan anomali di MINOS dan MiniBooNE mungkin muncul dari masalah sistematis yang belum ditemukan. Analisis MiniBooNE juga mengasumsikan bahwa antineutrino muon bisa berubah hanya menjadi antineutrino elektron, tetapi bisa juga berubah menjadi antineutrino tau, kata Goodman, maka asumsi mungkin telah membuat hasil terlihat lebih sebagai anomali.
  1. MiniBooNE Collaboration. Event Excess in the MiniBooNE Search for vμ-ve Oscillations. Physical Review Letters, 105, 181801 (2010), 26 October 2010, DOI:10.1103/PhysRevLett.105.181801
Los Alamos National Laboratory (LANL) ~ http://www.lanl.gov/
Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) ~ http://www.fnal.gov/
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment