EVANSTON, AMERIKA SERIKAT — Para fisikawan berhasil mengisolasi dan melayang-layangkan satu positron tunggal—partikel antimateri yang menjadi pasangan elektron—di udara, lalu mendinginkannya hingga mencapai tingkat energi terendah yang memungkinkan.
Langkah revolusioner ini memungkinkan para peneliti untuk mempelajari sifat-sifat magnetik positron dengan tingkat presisi yang belum pernah ada sebelumnya. Eksperimen ini diharapkan dapat membantu ilmuwan menemukan perbedaan halus antara materi dan antimateri yang selama ini menjadi salah satu misteri terbesar dalam dunia fisika.
Misteri Utama Alam Semesta: Dominasi Materi atas Antimateri
Hingga saat ini, belum ada yang dapat menjelaskan mengapa alam semesta didominasi oleh materi. Teori terbaik saat ini, yakni Standard Model fisika partikel, menunjukkan bahwa jumlah antimateri yang tercipta saat peristiwa Big Bang seharusnya seimbang dengan jumlah materi.
Namun, ketika materi dan antimateri saling bersentuhan, keduanya—yang memiliki massa sama tetapi muatan berlawanan—akan saling memusnahkan dan menghasilkan ledakan energi.
“Jika materi dan antimateri diciptakan dalam jumlah yang sama saat Big Bang, keduanya akan saling memusnahkan dan tidak ada alam semesta yang tersisa,” ujar Gerald Gabrielse, fisikawan dari Northwestern University di Evanston, Illinois, yang memimpin penelitian tersebut.
Penemuan perbedaan sekecil apa pun dalam pengukuran antara materi dan antimateri dinilai akan menjadi lompatan revolusioner dalam dunia ilmu pengetahuan.
Keterbatasan Standard Model dan Pencarian Fisika Baru
Meskipun teori Standard Model terbukti sangat akurat dalam memprediksi hasil eksperimen laboratorium, teori tersebut diketahui belum sempurna. Sebagai contoh, model ini belum mampu menjelaskan keberadaan dark matter (materi gelap), zat misterius yang diduga berinteraksi terutama melalui gaya gravitasi.
Eksperimen yang dipublikasikan di jurnal Physical Review Letters ini mendapatkan apresiasi tinggi dari komunitas ilmiah global:
-
Pernyataan CERN: Barbara Maria Latacz, fisikawan antimateri di CERN (Jenewa, Swiss), menyebut capaian ini sebagai pencapaian luar biasa yang menyediakan alat penguji kuat untuk fisika di luar Standard Model.
-
Tanggapan Akademisi: Stefan Ulmer, fisikawan dari Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU), Jerman, menyatakan antusiasmenya untuk melihat hasil pengukuran presisi pertama dari eksperimen ini.
Metode Eksperimen: Mengukur Momen Magnetik Elektron dan Positron
Sejak tahun 1960-an, para fisikawan terus mempelajari antimateri secara rinci demi menemukan ketidaksesuaian dengan materi. Meskipun perbedaan tipis telah teramati pada beberapa perilaku partikel, nilainya belum cukup untuk menjelaskan komposisi alam semesta saat ini.
Eksperimen terdahulu yang membandingkan proton dan antiproton secara mendalam belum menemukan perbedaan signifikan. Kini, tim yang dipimpin Gabrielse berfokus membandingkan sifat yang dapat diukur dengan tingkat presisi 10.000 kali lebih tinggi pada elektron dan positron, yaitu momen magnetik (magnetic moments), yang menentukan bagaimana partikel berpresesi atau bergoyang pada porosnya saat berada di dalam medan magnet.
Comment