T2K dan Neutrino yang Berubah Rasa

Neutrino adalah partikel dasar penyusun alam semesta, termasuk golongan fermion. Massanya sangat kecil, hampir dikatakan tak bermassa. Neutrino hanya berinteraksi lewat interaksi lemah dan gravitasi, tak satu pun lewat interaksi kuat dan interaksi elektromagnetik. Ia merupakan "produk sampingan" dari peluruhan radioaktif tertentu, seperti reaktor nuklir atau sinar kosmik yang membentur sekelompok atom. Neutrino hadir dalam tiga rasa (istilah untuk menggantikan kata "jenis"), yakni : neutrino elektron, neutrino muon dan neutrino tauon. Selain itu, neutrino juga memiliki pasangan yang dikenal dengan sebutan antineutrino. Neutrino susah dideteksi, itulah kenapa ia bisa dibuktikan keberadaannya, baru 25 tahun setelah dipostulatkan pertama kali oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1930. (Wikipedia)

Riset terbaru yang meneliti neutrino dilakukan di Jepang, dikenal dengan sebutan T2K (Tokai to Kamioka) experiments. Proyek itu mengkolaborasikan sekitar 500 ilmuwan dari 12 negara. Mereka menembakkan berkas neutrino melalui jalur bawah tanah dengan lintasan sepanjang 295 km dari Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) ke detektor neutrino Super-Kamiokande yang terletak di dekat pantai Jepang bagian barat.

                                                                  Skema riset T2K

Sebuah tanduk magnetik (magnetic horn) yang terbuat dari konduktor aluminium berarus listrik sangat tinggi digunakan untuk menghasilkan dan menembakkan berkas neutrino. Jauh sebelum mencapai detektor primer Super-Kamiokande, terlebih dulu partikel itu melewati detektor sekunder untuk diukur kadar kemurniannya. Dan pada akhir perjalanan bawah tanahnya, neutrino akan menumbuk “dinding” molekul air. Tumbukan itulah yang menjadi obyek utama para saintis dalam proyek T2K.

Para ilmuwan dalam proyek sejenis sebelumnya telah mengamati perubahan (osilasi) neutrino muon ke neutrino tau dan neutrino elektron ke neutrino muon atau neutrino tau. Di sinilah letak kemajuan tim T2K, mereka menemukan bahwa secara spontan neutrino muon dapat berubah "rasa" menjadi neutrino elektron. Temuan itu dapat membantu menjelaskan mengapa alam semesta lebih banyak terdiri atas materi daripada antimateri.

Telah diyakini bahwa materi dan antimateri hadir dalam perbandingan yang hampir sama pada awal Big Bang. Karena partikel materi dan antimateri saling meniadakan satu sama lain, maka disimpulkan bahwa terjadi pelanggaran keseimbangan saat semesta masih bayi, yang menghasilkan sedikit lebih banyak materi daripada antimateri. Sisa materi tersebut telah membentuk semua bintang, galaksi dan planet yang kita saksikan saat ini.

Pergeseran dari neutrino muon ke neutrino elektron yang terdeteksi dalam eksperimen akbar itu merupakan osilasi neutrino jenis baru. Hasil tersebut membuka celah bagi studi terhadap simetri materi-antimateri yang disebut pelanggaran keseimbangan muatan (charge-parity violence). "Fenomena pelanggaran keseimbangan ini belum pernah teramati pada sebuah neutrino, tetapi barangkali itulah alasan kenapa alam semesta kita sekarang ini sebagian besar tersusun atas materi dan bukan anti materi," kata Alysia Marino, asisten profesor departemen fisika Colorado University, Boulder.

Berdasarkan analisa data yang dikumpulkan dari eksperimen T2K antara Januari 2010 sampai 11 Maret 2011 -  yang sempat terganggu oleh gempa 9 skala richter di Jepang Timur - para ilmuwan menemukan 88 peristiwa neutrino (neutrino events) yang terdeteksi oleh detektor Super-Kamiokande. Di antara 88 peristiwa tersebut, mereka mengidentifikasi enam peristiwa yang dicalonkan sebagai interaksi neutrino elektron.

Meskipun begitu, menurut Eric D. Zimmerman, salah seorang rekan kerja Marino menyatakan bahwa dibutuhkan lebih banyak data untuk mengkonfirmasi hasil-hasil terbaru T2K. Diharapkan, akselerator dan riset ini dapat beroperasi kembali pada akhir tahun.

Hm… salah satu pertanyaan yang timbul dalam benak saya saat membaca sumber tulisan ini adalah “Kapan Indonesia bisa jadi tuan rumah untuk proyek sekaliber T2K?"
 

Sumber :
http://id.wikipedia.org/wiki/Neutrino
http://www.sciencedaily.com/releases/2011/06/110616103031.htm
http://www.symmetrymagazine.org/breaking/2011/06/15/japans-t2k-experiment-observes-electron-neutrino-appearance/