Amerika Serikat, Fisikawan Meneliti Rahasia Neutrino di Balik Penghargaan Nobel Fisika 2026

Fisikawan Amerika Serikat baru-baru ini melakukan penelitian mendalam tentang partikel misterius di balik Penghargaan Nobel Fisika 2026, dan menjelaskan bagaimana partikel-partikel ini dapat membantu mengungkap beberapa rahasia besar alam semesta. George Fuller, seorang profesor terkemuka di University of California, San Diego, bekerja sama dengan Dr. Francis Halzen, memulai penelitian awal yang melibatkan observatorium neutrino IceCube. Fisikawan keturunan Belgia-Amerika ini menerima Penghargaan Nobel Fisika tahun ini atas karyanya dalam proyek tersebut.

Fuller kini mengungkapkan bagaimana partikel-partikel ini melintasi alam semesta dan mengapa mereka begitu sulit untuk dideteksi. Sekitar 100 miliar neutrino melintasi setiap sentimeter persegi tubuh kita setiap detik, kebanyakan tidak meninggalkan jejak. Fuller menekankan pentingnya memahami neutrino. Ia menyatakan, "Pekerjaan Halzen, serta pekerjaan orang-orang yang terinspirasi oleh visinya, memberikan umat manusia jendela baru untuk mengamati alam semesta dan neutrino-nya yang misterius dan sulit dipahami."

Prinsip Kerja Detector IceCube

Detector IceCube, yang mendeteksi "partikel hantu," adalah detector neutrino terbesar di dunia, terletak dekat Stasiun Antartika Amundsen-Scott di Antartika, mengandalkan ribuan sensor cahaya yang terbenam dalam sekitar 0,24 mil persegi (1 kilometer persegi) lapisan es untuk mendeteksi neutrino. Observatorium ini dikembangkan berdasarkan ide Halzen untuk membangun detector di kedalaman Antartika pada tahun 1990-an. Pada kedalaman tersebut, lebih sedikit gelembung dan kotoran yang mengganggu pengukuran. Namun, partikel-partikel yang sulit dipahami ini memerlukan peralatan yang sangat canggih untuk mendeteksi, karena interaksinya dengan materi sangat lemah.

Oleh karena itu, lokasi ini memanfaatkan banyak lapisan es untuk menangkap jejak mereka.

Ketika neutrino energi tinggi menabrak lapisan es, mereka melepaskan partikel bermuatan yang menghasilkan kilatan cahaya biru yang lemah, yang disebut radiasi Cherenkov. Kilatan ini dapat menentukan energi neutrino dan arah asalnya. Namun, neutrino energi tinggi dari alam semesta sangat langka, dan IceCube hanya dapat mendeteksi beberapa puluh setiap tahun. Beberapa di antaranya memiliki energi yang 10 miliar kali lipat dari neutrino yang dihasilkan oleh matahari. "Sebuah eksperimen serupa mendeteksi energi neutrino yang 200 kali lebih tinggi dari ini," kata Fuller. Meskipun demikian, asal-usulnya tetap tidak diketahui. "Kami tidak benar-benar tahu dari mana neutrino itu berasal," ungkap Fuller.

"Faktanya, ia dapat mencapai sini, mungkin menyampaikan beberapa informasi mendalam tentang alam semesta kepada kita."

Keunikan dan Kelimpahan Neutrino

Sebagai partikel dasar, neutrino tidak dapat dipecah menjadi bagian yang lebih kecil. Neutrino memiliki tiga jenis: neutrino elektron, neutrino muon, dan neutrino tau. Karena interaksinya dengan materi sangat sedikit, mereka dapat melakukan perjalanan jarak jauh di ruang angkasa dengan kecepatan mendekati cahaya. "Neutrino sebenarnya adalah partikel yang hantu," kata Fuller. "Sangat sulit untuk menghentikan mereka, sangat sulit untuk menangkap mereka. Bagaimana kita tahu mereka ada, atau di mana mereka berada?" Sementara itu, sifat unik mereka memungkinkan mereka untuk menghindari kondisi ekstrem di dekat bintang yang runtuh dan lubang hitam. Menurut Fuller, neutrino bahkan dapat menembus timbal setebal tahun cahaya tanpa berhenti, tergantung pada energinya.

Meskipun partikel-partikel ini sulit dideteksi, mereka sangat melimpah. Perkiraan menunjukkan bahwa setiap atom di alam semesta memiliki sekitar satu miliar neutrino. "Dalam arti ini, Halzen benar-benar berada di garis depan fisika partikel dasar eksperimental," simpul fisikawan ini dalam sebuah siaran pers. Penemuan baru dapat mengungkap lebih banyak informasi tentang Big Bang dan alam semesta awal. University of California, San Diego juga terlibat dalam Simons Observatory yang terletak di Gurun Atacama, Chili, yang mempelajari latar belakang radiasi gelombang mikro kosmik, yaitu cahaya tertua di alam semesta, dan mungkin memberikan petunjuk tentang neutrino kuno.