Era Baru Fisika Dimulai

Para peneliti pekan ini menyambut era baru dalam pencarian mereka untuk mengungkap lebih banyak misteri alam semesta. Pasalnya, laboratorium penabrak partikel terbesar di dunia kembali memulai sejumlah eksperimen dengan level energi ditingkatkan hampir dua kali lipat.

Sejumlah tes di European Organisation for Nuclear Research (CERN) dilakukan setelah perbaikan dan perubahan pada alat penabrak (collider ) selama dua tahun.

Peningkatan level energi itu akan membantu para peneliti mempelajari sejumlah partikel dasar, blok pembangun segala sesuatu, dan kekuatan yang mengontrolnya. Selama pengoperasiannya nanti, para peneliti akan mencari bukti ”fisika baru” dan menyelidiki ”supersimetri” yakni konsep teori yang secara informal disebut Susy.

Para peneliti hendak mencari berbagai penjelasan tentang misteri materi gelap (dark matter ) dan mencari tanda-tanda dimensi ekstra. Para peneliti melakukan penabrakan 13 teraelectonvolts (TeV) di Large Hadron Collider (LHC) pada Rabu (3/6) lalu. LHC telah digunakan pada 2012 untuk membuktikan keberadaan Higgs Boson yang menghasilkan massa dan juga disebut sebagai partikel Tuhan.

”Semua berjalan sesuai rencana di laboratorium raksasa,” ungkap pernyataan CERN, dikutip kantor berita AFP . Laboratorium raksasa itu berbentuk terowongan berbentuk lingkaran sepanjang 27 kilometer yang berada di bawah tanah di perbatasan Prancis dan Swiss. Selama ”Sesi Dua” itu, LHC akan melakukan sejumlah penelitian selama tiga tahun mendatang untuk mengisi sejumlah celah pada ”Model Standar” yakni teori utama tentang bagaimana alam semesta tercipta tapi tidak menjelaskan tentang materi gelap.

”Ini saatnya untuk fisika baru! Kita telah melihat data pertama mulai mengalir. Mari melihat apa mereka akan mengungkapkan pada kita tentang bagaimana alam semesta ini bekerja,” papar Direktur Jenderal CERN Rolf Heuer. ”Ini tidak akan terjadi besok, bersabarlah,” tutur Heuer saat para peneliti yang memonitor kejadiannya itu saling memberi selamat dan bersulang dengan minum sampanye.

Pada 20 Mei lalu LHC membukukan rekor untuk level energi penabrakan proton pada 13 TeV atau 99,9% kecepatan cahaya untuk pertama kali. Level energi tertinggi LHC untuk penabrakan sebelumnya sebesar 8 TeV pada 2012 sebelum akhirnya laboratorium itu ditutup untuk upgrade.

”Tabrakan yang kita lihat hari ini mengindikasikan bahwa pekerjaan yang telah dilakukan selama dua tahun lalu untuk persiapan dan peningkatan detektor kita telah sukses dan menandai awal era baru eksplorasi rahasia-rahasia alam,” ujar Tiziano Camporesi, juru bicara proyek tersebut.

LHC digunakan untuk membuktikan Higgs Boson, penemuan yang membuahkan Nobel Fisika 2013 untuk dua peneliti yang memiliki teori tentang keberadaan Higgs pada 1964. LHC memungkinkan sinar yang berisi miliaran proton ditembakkan melintasi collider besar pada arah berlawanan.

Magnet-magnet yang sangat kuat membelokkan sinar itu sehingga mereka bertabrakan di titik-titik sepanjang trek lintasan, di mana empat laboratorium memiliki baterai-baterai sensor untuk memonitor pecahan partikel yang bertabrakan tersebut. Pecahan sub-atom itu kemudian diteliti untuk mengetahui partikel-partikel baru dan kekuatan yang mengikat mereka bersama.

”Satu teraelectronvolt setara dengan energi gerakan terbang nyamuk,” ungkap CERN dalam website-nya. Adapun, di LHC energi kemudian diperas lagi dalam ruang yang sangat kecil, sekitar beberapa juta kali lebih kecil dibandingkan seekor nyamuk. Ini merupakan intensitas yang mengakibatkan partikel-partikel hancur.

”Ini akan memungkinkan kita menyusun teka-teki dari studi Run 1 kita, dan menyelidiki dengan sensitivitas tertinggi tentang perbedaan perilaku antara materi dan antimateri,” kata Guy Wilkinson, juru bicara untuk salah satu dari empat eksperimen LHC. Biasanya, materi yang terlihat hanya mencakup sekitar 4% dari alam semesta yang diketahui.

Diyakini, ada lima hingga 10 kali lipat lebih banyak materi gelap, yang seluruhnya sama dengan jumlah energi gelap misterius untuk 96% kosmos. Sebagai bagian dari proses upgrade dua tahun, para teknisi LHS sukses mengenalkan dua sinar proton, sumber materi untuk penghancuran sub-atomik. Dengan upgrade itu, LHC berpotensi ditingkatkan menjadi maksimal 14 TeV.

Penabrakan partikel ini merupakan versi mini dari Big Bang yang menjadi cikal bakal alam semesta 13,8 miliar tahun silam. Penelitian ini akan menghasilkan bukti tentang fisika baru. Konsep ini termasuk materi gelap yang mencakup 96% alam semesta yang tidak terlihat dan supersimetri atau Susy, yakni semua partikel yang terlihat memiliki bagian yang tak terlihat.

”Satu-satunya yang kita benarbenar tahu ialah ada fisik baru karena model yang kita miliki sekarang belum selesai,” ujar Luca Malgeri, peneliti yang bekerja di pusat riset fisika Eropa, CERN. ”Ini mungkin terkait dengan materi gelap atau mungkin tidak. Ini mungkin terkait dengan sesuatu yang benar-benar baru.”

Para peneliti berharap menemukan materi gelap apa pun dengan menekankan bahwa beberapa energi hilang setelah tabrakan, yang akan menyingkap keberadaan partikel tersebut. Jika partikel yang dihasilkan sangat langka, mungkin membutuhkan lebih banyak penabrakan untuk menemukannya. ”Ini pertanyaan jutaan dolar. Kami sangat terbuka. Setelah pengoperasian pertama LHC, semua kemungkinan sangat mungkin untuk fisika baru,” ujar Malgeri.

Syarifudin