Mengenal Partikel Neutrino, Prospek Teknologi Komunikasi Masa Depan

Kompas.com - 11/07/2021, 16:30 WIB
Ilustrasi. FREEPIK/MACROVECTORIlustrasi.

Oleh: Apriadi Adam

Alam semesta kita terdiri atas komponen-komponen dasar dan interaksi diantara komponen-komponen dasar tersebut satu sama lain.

Konsep interaksi dipakai untuk menjelaskan keterkaitan dinamis antar objek-objek yang kita amati atau tinjau.

Saat ini setidaknya diketahui ada empat interaksi fundamental yang ada di alam semesta, yang bertanggung jawab terhadap berbagai interaksi antar materi.

Keempat interaksi tersebut adalah interaksi gravitasi, interaksi elektromagnetik, interkasi lemah dan interaksi kuat. Pada tahun 1960an, S. L. Glashow, A. Salam, and S. Weinberg mengusulkan suatu model untuk menjelaskan interaksi kuat, interaksi lemah dan interaksi elektromagnetik dalam satu teori yang padu.

Model ini kemudian dikenal dengan Model Standar fisika partikel.

Baca juga: Targetkan Sel Kanker, Para Ilmuwan Gunakan Partikel Nano

Dapatkan informasi, inspirasi dan insight di email kamu.
Daftarkan email

Secara ringkas, model ini terdiri atas family quark (yaitu partikel up, down, charm, strange, top dan bottom) dan family lepton (elektron, neutrino elektron, muon, neutrino muon, tau dan neutrino tau).

Adapula partikel yang bertanggungjawab sebagai pembawa/perantara interaksi, yaitu graviton (interkasi gravitasi, sampai saat ini belum terdeteksi), gluon (interkasi kuat), foton (interaksi elektromagnetik), Z dan W (interaksi lemah) dan partikel Higgs.

Keseluruhan partikel ini dibedakan lagi jenisnya berdasarkan spin menjadi dua, yaitu partikel fermion (spin-1/2, partikel quark dan lepton selain partikel pembawa interaksi) dan partikel boson (spin-0, yaitu partikel Higgs dan spin-1 untuk seluruh partikel pembawa interaksi).

Pada bagian berikutnya dari artikel ini, kita akan fokus berdiskusi tentang partikel neutrino (lepton dan berspin-1/2) dan foton (pembawa interaksi dan berspin-1).

Dalam kerangka model standar ini, partikel neutrino dianggap tidak bermassa. Padahal dari pengamatan eksperimen osilasi neutrino (fenomena perubahan jenis partikel yang berubah secara berkala atau bolak-balik antara dua jenis partikel), misalnya Super Kamiokande di Jepang, menunjukkan bahwa partikel neutrino memiliki massa meskipun sangat kecil.

Dalam hal ini yang teramati adalah selisih kuadrat mass diantara neutrino aktif (misalnya kuadrat massa neutrino muon dikurangi kuadrat mass neutrino elektron, m_21^2 dan seterusnya).

Dalam Gambar 1, contoh yang ada di eksperimen, neutrino elektron datang dari matahari akan berosilasi menjadi neutrino muon.

Namun, sampai saat ini tidak diketahui nilai massa tunggal untuk satu jenis neutrino (massa neutrino elektron saja, muon saja, atau tau saja) dan hanya diketahui selisih kuadrat massa antar dua jenis neutrino sebagaimana dijelaskan sebelumnya.

Adapula sifat lain dari partikel neutrino, yaitu partikel ini hanya berinterkasi secara lemah dan gravitasi serta tidak bermuatan (bermuatan netral).

Lebih jauh lagi, dari teori-teori yang telah diusulkan, jenis massa untuk partikel neutrino diketahui terbagi menjadi dua yaitu, Dirac dan Majorana.

Sampai saat ini pun belum bisa ditentukan apakah partikel neutrino adalah jenis Majorana atau Dirac, terkecuali eksperimen peluruhan beta ganda tanpa neutrino (neutrinoless double beta decay) terkonfirmasi (ekperimen peluruhan radioaktif yang membuktikan bahwa partikel neutrino adalah jenis Majorana).

Gambar 1: Diagram neutrino yang berosilasi antar jenis (Gambar diambil dari halaman J-PARC).dok. pribadi Gambar 1: Diagram neutrino yang berosilasi antar jenis (Gambar diambil dari halaman J-PARC).
Interaksi partikel neutrino dengan partikel lain dapat ditemui dalam peluruhan beta (proses peluruhan radioaktif partikel beta, misalnya elektron atau positron), yaitu partikel neutron meluruh menjadi partikel proton, elektron dan anti-neutrino elektron.

Lebih jauh lagi, partikel ini memilki sifat lain yang unik, yaitu ketika seseorang ingin mengobservasi partikel ini, maka akan teramati berbarengan dengan jenis partikel fermion dari generasi yang sama (partikel fermion tediri atas tiga generasi, baik quark dan lepton.

Untuk lepton, elektron dan (anti-)neutrino elektron, muon dan (anti-)neutrino muon, serta tau dan (anti-)neutrino tau adalah generasi pertama, kedua serta ketiga secara berturut-turut).

Misalnya dalam sebuah reaksi ditemukan hasil reaksi berupa muon, maka juga berbarengan akan teramati neutrino muon atau anti-neutrino muon dan seterusnya.

Baca juga: Tanpa Disadari, Partikel Plastik Ada di Udara yang Kita Hirup

Halaman:


Rekomendasi untuk anda
26th

Ada hadiah voucher grab senilai total Rp 6.000.000 dan 1 unit smartphone.

Tulis komentarmu dengan tagar #JernihBerkomentar.

Syarat & Ketentuan
Berkomentarlah secara bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab komentator seperti diatur dalam UU ITE
Laporkan Komentar
Terima kasih. Kami sudah menerima laporan Anda. Kami akan menghapus komentar yang bertentangan dengan Panduan Komunitas dan UU ITE.
komentar
Close Ads X
Lengkapi Profil
Lengkapi Profil

Segera lengkapi data dirimu untuk ikutan program #JernihBerkomentar.