Alam semesta kita diatur oleh empat kekuatan fundamental. Setidaknya itulah yang telah lama dipikirkan fisikawan.
Namun, sekarang, penelitian baru menunjukkan bahwa ada kekuatan kelima, sebuah penemuan yang dapat mengacaukan banyak fisika modern.
Pada 23 Oktober, para peneliti di Institute of Nuclear Research di Hongaria menerbitkan sebuah studi baru ke basis data arXiv yang menawarkan bukti lebih lanjut tentang partikel yang sama sekali baru yang pertama kali disarankan tiga tahun lalu. Dijuluki X17, partikel ini mungkin membantu para ilmuwan menyelesaikan salah satu misteri terbesar dalam astronomi: apa itu materi gelap.
Keberadaan partikel juga akan membutuhkan penulisan ulang Model Standar fisika partikel, teori yang menggambarkan kekuatan fundamental dan mengklasifikasikan partikel subatomik.
Tetapi itu hanya jika keberadaan partikel dapat diverifikasi. Makalah baru belum ditinjau sejawat. Dan sebagian besar fisikawan skeptis - sebagian karena tidak ada ilmuwan luar yang dapat secara independen memvalidasi temuan sebelumnya dari tim peneliti yang sama Richard Milner, fisikawan di Massachusetts Institute of Technology yang tidak terlibat dalam penelitian, kepada Live Science.
Pada 2016, kelompok peneliti yang sama melaporkan bukti pertama dari partikel, dalam percobaan yang dilakukan dengan atom berilium radioaktif. Fisikawan mengukur cahaya dan partikel yang dilepaskan oleh berilium saat ia rusak. Mereka memperhatikan bahwa pasangan elektron yang dipancarkan dan pasangan antimateri mereka, positron, cenderung melaju dengan kecepatan tertentu, perilaku yang tampaknya tidak dapat dijelaskan dengan fisika yang ada.
Dengan menghitung angka-angkanya, fisikawan menyimpulkan bahwa pasti ada beberapa partikel perantara yang tidak diketahui yang berilium membusuk sebelum partikel itu kemudian memancarkan pasangan elektron dan positron. "Partikel X" yang tidak diketahui ini dihitung memiliki massa hampir 17 megaelektronvolt, maka namanya, X17. (Sebagai perbandingan, itu membuat X17 sekitar 34 kali lebih besar dari sebuah elektron.)
Studi baru menambahkan lebih banyak pengamatan dari partikel yang diusulkan, terlihat pada peluruhan atom helium. Pengaturan eksperimental yang sama lagi menunjukkan bukti partikel antara dengan massa yang sama secara efektif. Temuan menunjukkan bahwa partikel X17 yang diusulkan ini bukan fermion - jenis partikel yang membentuk materi biasa - melainkan boson, partikel yang membawa energi dan kadang-kadang kekuatan. Ini berarti bahwa X17 mungkin menyampaikan kekuatan kelima yang sebelumnya tidak diketahui, yang oleh fisikawan dikatakan dapat membantu menjelaskan materi gelap. Zat misterius itu membentuk 85% dari materi di alam semesta; itu dapat dideteksi melalui gravitasi tetapi tidak berinteraksi dengan cahaya.
Tetapi sebagian besar fisikawan menunggu pengukuran independen sebelum mereka menerima temuan.
"Saya skeptis. Saya pikir, sebagai seorang eksperimentalis, itulah posisi alami saya ketika saya melihat sesuatu seperti ini, tetapi saya pikir itu perlu diselidiki," Milner, mengatakan kepada Live Science.
Sebagian dari skeptisisme muncul karena Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir, atau CERN, mencoba memburu partikel X17 dan gagal menemukan bukti mengenai hal itu. Mengingat bukti baru, lebih banyak kelompok kemungkinan akan terus mencari partikel, Milner mengatakan kepada Live Science.
Jika dikonfirmasi, penemuan itu juga bisa membuka cara baru dalam melakukan fisika partikel, kata Milner pada Live Science. Selama setengah abad terakhir, fisikawan telah membuat kemajuan besar dalam mendefinisikan Model Standar dengan berfokus pada dunia berenergi tinggi, yang membutuhkan kolaborasi internasional besar dan akselerator mahal untuk menghancurkan partikel bersama-sama dengan kecepatan yang membingungkan. Pekerjaan baru, yang dilakukan dengan energi dan biaya yang jauh lebih rendah, akan menjadi arah yang sepenuhnya baru bagi fisikawan untuk mencari partikel baru.
"Model Standar fisika didefinisikan dengan sangat baik," kata Milner kepada Live Science. "Jadi, jika seseorang menemukan interaksi baru di luarnya, itu sangat penting."