Sinyal Materi Gelap dari Dalam Tambang

Oleh :
  • Font:
  • Ukuran Font: - +
  • TEMPO Interaktif, Soudan - Jauh di dalam sebuah tambang besi yang telah lama tak dipergunakan lagi di Minnesota Utara, para fisikawan menyimpan harapan untuk bisa mendeteksi sinyal terkuat materi gelap (dark matter), materi misterius yang diduga menyusun 90 persen massa alam semesta.

    Akhir Desember lalu, tim ilmuwan yang tergabung dalam Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) mengumumkan bahwa eksperimen mereka berhasil melihat sekilas sesuatu yang bisa jadi adalah materi gelap. Para ilmuwan menyatakan, hasil eksperimen itu amat menjanjikan.

    Dua anggota tim CDMS-II, Jodi Cooley dari Southern Methodist University di Dallas dan Lauren Hsu dari Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois, melaporkan temuan itu pada Desember lalu.
    “Hasil analisis ini tidak dapat diinterpretasikan sebagai bukti interaksi WIMP (partikel penyusun materi gelap), tapi kami juga tak dapat menolak bahwa peristiwa itu bukan sinyal materi gelap,” kata Hsu di Fermilab.

    Eksperimen CDMS-II itu beroperasi sekitar 750 meter di bawah permukaan tanah di dalam tambang Soudan. Laboratorium itu sengaja dibangun untuk mencari apa yang disebut partikel superberat WIMP, yang dianggap sebagai partikel penyusun materi gelap.

    Eksperimen itu terdiri atas lima deret detektor. Setiap deretan berisi enam kristal germanium atau silikon supermurni pada temperatur 40 milikelvin, atau sedikit di atas nol absolut. Detektor tersebut dirancang untuk mendeteksi partikel materi gelap dengan mengawasi energi yang dilepaskan ketika sebuah partikel menghantam inti germanium atau silikon.

    Masalahnya, banyak partikel lain, termasuk sinar kosmis dan partikel, yang dilepas oleh radioaktivitas bebatuan di sekitar detektor yang dapat menciptakan sinyal yang terlihat seperti materi gelap. Untuk mencegah detektor salah “baca”, para ilmuwan harus merancang eksperimen itu secara hati-hati, dengan melindungi kristal detektor dari “kebisingan” partikel di luar sana. Gagasannya adalah, ketika detektor bekerja selama beberapa waktu tanpa melihat satu pun partikel “tetangga”, maka bila detektor tersebut melihat sesuatu, hal itu ada kemungkinan adalah partikel materi gelap.

    Ketika tim CDMS-II melihat hasil analisis terakhir, setelah menghitung semua kemungkinan partikel latar atau “tetangga” dan adanya kerusakan detektor, mereka amat terkejut. Model statistik memprediksi bahwa mereka akan melihat 0,8 peristiwa selama pemindaian antara 2007 dan 2008, tetapi kenyataannya mereka melihat dua peristiwa.

    Meski begitu, tim CDMS-II tidak berani mengklaim penemuan materi hitam itu, karena hasilnya tidak signifikan secara statistik. Ada peluang satu banding empat bahwa itu terjadi karena fluktuasi dalam kebisingan latar. Bila eksperimen itu melihat lima peristiwa di atas kebisingan latar yang mungkin terjadi, klaim bahwa mereka telah mendeteksi materi gelap akan jauh lebih kuat.

    Namun para ilmuwan juga tak dapat mengesampingkan kemungkinan bahwa dua peristiwa itu disebabkan oleh materi gelap. Dua peristiwa itu memiliki karakteristik yang konsisten dengan apa yang mungkin dimiliki WIMP.

    Kini tim CDMS-II berencana memperjelas analisis mereka dalam beberapa pekan mendatang. Mereka juga akan membangun detektor baru di dalam tambang, yang tiga kali lipat lebih sensitif daripada detektor lama. Detektor "Super-CDMS" itu diperkirakan akan siap beroperasi pada pertengahan tahun depan.

    Theorist dari University of Chicago, Craig Hogan, menyatakan bukti keberadaan materi gelap itu hanya memerlukan tiga atau empat interaksi mirip WIMP lagi. Dia optimistis CDMS-II akan bisa menangkap interaksi tersebut dalam eksperimen mendatang. “Hal itu akan merupakan transformasi besar-besaran dalam ilmu pengetahuan,” ujarnya. “Kita akan memiliki bentuk materi baru untuk dipelajari.”

    Meski belum bisa dikategorikan signifikan, penemuan tim CDMS-II ini juga membangkitkan harapan bagi para ilmuwan lain bahwa tak lama lagi materi gelap akhirnya bisa terdeteksi. Teleskop berbasis di antariksa, seperti PAMELA, telah melihat partikel yang mungkin berasal dari hancurnya materi gelap di galaksi. Sebuah balon ilmiah yang disebut ATIC juga menangkap penglihatan serupa. Tak lama lagi, alat penumbuk raksasa Hadron (large Hadron collider) akan mulai menghancurkan proton untuk menciptakan materi gelap.

    Dan Tovey, ilmuwan dari University of Sheffield, Inggris, yang bekerja di detektor ATLAS, LHC, menyatakan, walaupun hasil CDMS tak signifikan secara statistik, analisis tersebut melambungkan semangat para ilmuwan di LHC. “Saya yakin orang-orang akan mempelajari hasil CDMS dengan penuh minat,” ujarnya.

    Dia menunjukkan bahwa, sekalipun eksperimen pendeteksian langsung seperti CDMS menemukan bukti adanya materi gelap, LHC tetap akan harus menciptakan materi misterius itu agar manusia dapat memahami prinsip fisika yang memungkinkan terciptanya materi tersebut, semisal teori supersimetri.

    “Aspek paling menarik dari ini semua adalah, bila Anda melihat sinyal dalam sebuah eksperimen pendeteksian langsung materi gelap sekaligus sinyal supersimetri di LHC,” kata Tovey, “Anda bisa membandingkan dua pengamatan itu dan menyelidiki apakah mereka selaras satu sama lain.

    L TJANDRA DEWI | SCIENCENEWS | NEWSCIENTIST | FERMILAB


     

     

     

    Lihat Juga



    Selengkapnya
    Grafis

    Angin Prayitno Aji dan Tiga Perusahaan yang Diperiksa KPK dalam Kasus Suap Pajak

    Angin Prayitno Aji dan Dadan Ramdani ditetapkan KPK sebagai tersangka kasus suap pajak. Dari 165 perusahaan, 3 sedang diperiksa atas dugaan kasus itu.