Kita hidup di alam semesta yang terbuat dari materi. Fisikawan ingin tahu mengapa materi telah menggantikan kembaran antimateri, dan minggu ini kolaborasi ALPHA di CERN semakin dekat untuk mengungkap misteri itu.
ALPHA, sebuah eksperimen kolaboratif internasional yang didirikan pada tahun 2005, dirancang untuk menjebak dan mengukur partikel antihidrogen dengan eksperimen yang dirancang khusus. Ini mengambil tempat pendahulunya yang mencari antimateri, ATHENA, tinggalkan. Fokusnya adalah pada antihidrogen karena hidrogen adalah unsur paling lazim di alam semesta dan strukturnya sangat terkenal bagi para ilmuwan.
Setiap atom hidrogen memiliki satu elektron yang mengorbit nukleusnya. Cahaya yang ditembakkan pada atom merangsang elektron, menyebabkannya melompat ke orbit yang lebih jauh dari nukleus sebelum berelaksasi dan kembali ke orbitnya yang memancarkan cahaya dalam proses tersebut. Distribusi frekuensi cahaya yang dipancarkan ini diketahui; telah diukur secara tepat dan, di alam semesta kita yang terbuat dari materi, adalah unik untuk hidrogen.
Fisika dasar menyatakan bahwa kembaran antimateri hidrogen, antihidrogen, harus sama-sama dikenali dengan memiliki spektrum yang identik. Yaitu, jika semua yang kita ketahui tentang fisika partikel benar. Menangkap dan mengukur spektrum antihidrogen adalah tujuan utama kelompok ALPHA.
ALPHA telah melakukan pengukuran antihidrogen sederhana pertama. Dalam peralatan ALPHA, antihidrogen terperangkap oleh susunan magnet yang mempengaruhi medan magnet atom. Gelombang mikro disetel ke frekuensi tertentu yang ditujukan pada atom-atom antihidrogen membalik orientasi magnetiknya, membebaskannya. Antihidrogen yang dibebaskan bertemu dengan hidrogen ketika lolos dan keduanya saling memusnahkan, meninggalkan pola yang dikenal luas dalam pendeteksi partikel di sekitar peralatan.
Aparat menangkap bukti orbit lompatan elektron dalam atom antihidrogen setelah radiasi gelombang mikro mengubah keadaan internalnya. Hasilnya semakin membuktikan validitas pendekatan ALPHA, menunjukkan bahwa aparatur memiliki kontrol dan sensitivitas yang cukup untuk berhasil melakukan eksperimen yang dirancang untuknya. Di masa depan, ALPHA akan fokus pada peningkatan ketepatan pengukuran gelombang mikro untuk mengungkap spektrum antihidrogen menggunakan laser.
Hasil yang menarik itu sulit didapat karena antihidrogen tidak ada di alam. Itu dibuat di peralatan ALPHA dari antiproton yang dibuat sendiri dalam Antiproton Decelerator dan positron dari sumber radioaktif. Dan itu harus memiliki tingkat energi yang cukup rendah untuk tetap terjebak untuk pengukuran. Tapi itu berhasil, dan itu mungkin memberi fisikawan kunci yang mereka butuhkan untuk memahami misteri alam semesta awal.
Sumber: CERN
