Dua terobosan fisika terbesar selama dekade terakhir adalah penemuan bahwa partikel subatomik kecil yang disebut neutrino sebenarnya memiliki sejumlah kecil massa dan deteksi bahwa perluasan alam semesta benar-benar menambah kecepatan.
Sekarang tiga fisikawan Universitas Washington menyarankan dua penemuan itu secara integral terkait melalui salah satu fitur aneh alam semesta, energi gelap, hubungan yang mereka katakan bisa disebabkan oleh partikel subatom yang sebelumnya tidak dikenal yang mereka sebut "akselonon".
Energi gelap dapat diabaikan di alam semesta awal, tetapi sekarang menyumbang sekitar 70 persen dari kosmos. Memahami fenomena ini dapat membantu menjelaskan mengapa suatu hari nanti, lama di masa depan, alam semesta akan berkembang begitu luas sehingga tidak ada bintang atau galaksi lain yang akan terlihat di langit malam kita, dan pada akhirnya itu dapat membantu para ilmuwan untuk melihat apakah ekspansi alam semesta akan berlangsung tanpa batas.
Dalam teori baru ini, neutrino dipengaruhi oleh kekuatan baru yang dihasilkan dari interaksinya dengan akselon. Energi gelap dihasilkan ketika alam semesta mencoba untuk menarik neutrino terpisah, menghasilkan ketegangan seperti itu pada pita karet yang diregangkan, kata Ann Nelson, seorang profesor fisika UW. Ketegangan itu memicu ekspansi alam semesta, katanya.
Neutrino diciptakan oleh triliunan di tungku nuklir bintang seperti matahari kita. Mereka mengalir melalui alam semesta, dan miliaran melewati semua materi, termasuk manusia, setiap detik. Selain massa sangat kecil, mereka tidak memiliki muatan listrik, yang berarti mereka berinteraksi sangat sedikit, jika sama sekali, dengan bahan yang mereka lewati.
Tetapi interaksi antara akseleron dan materi lainnya bahkan lebih lemah, kata Nelson, yang mengapa partikel-partikel itu belum terlihat oleh detektor canggih. Namun, dalam teori baru, akseleron menunjukkan kekuatan yang dapat memengaruhi neutrino, kekuatan yang ia yakini dapat dideteksi oleh berbagai eksperimen neutrino yang sudah beroperasi di seluruh dunia.
"Ada banyak model energi gelap, tetapi tes sebagian besar terbatas pada kosmologi, khususnya mengukur tingkat ekspansi alam semesta. Karena ini melibatkan mengamati objek yang sangat jauh, sangat sulit untuk membuat pengukuran yang tepat, ”kata Nelson.
“Ini adalah satu-satunya model yang memberi kita beberapa cara yang berarti untuk melakukan percobaan di bumi untuk menemukan kekuatan yang menimbulkan energi gelap. Kita bisa melakukan ini menggunakan eksperimen neutrino yang ada. "
Teori baru ini dikemukakan dalam makalah oleh Nelson; David Kaplan, juga seorang profesor fisika UW; dan Neal Weiner, rekan riset UW dalam fisika. Pekerjaan mereka, yang didukung sebagian oleh hibah dari Departemen Energi AS, dirinci dalam makalah yang diterima untuk diterbitkan dalam edisi Physical Review Letters, jurnal American Physical Society.
Para peneliti mengatakan massa neutrino dapat benar-benar berubah sesuai dengan lingkungan yang dilaluinya, dengan cara yang sama penampilan cahaya berubah tergantung pada apakah ia bergerak melalui udara, air atau prisma. Itu berarti bahwa detektor neutrino dapat menghasilkan temuan yang agak berbeda tergantung di mana mereka berada dan apa yang mengelilinginya.
Tetapi jika neutrino adalah komponen energi gelap, itu menunjukkan adanya kekuatan yang akan merekonsiliasi anomali di antara berbagai eksperimen, kata Nelson. Keberadaan kekuatan itu, yang terdiri dari neutrino dan akseleron, akan terus memicu ekspansi alam semesta, katanya.
Fisikawan telah mengejar bukti yang dapat mengatakan apakah alam semesta akan terus mengembang tanpa batas waktu atau tiba-tiba berhenti dan runtuh dengan sendirinya dalam apa yang disebut “kegentingan besar.” Sementara teori baru itu tidak meresepkan "krisis besar," kata Nelson, itu berarti bahwa pada titik tertentu ekspansi akan berhenti semakin cepat.
"Dalam teori kami, akhirnya neutrino akan menjadi terlalu jauh dan menjadi terlalu besar untuk dipengaruhi oleh efek energi gelap lagi, sehingga percepatan ekspansi harus berhenti," katanya. "Alam semesta dapat terus berkembang, tetapi pada tingkat yang terus menurun."
Sumber Asli: Siaran Berita Universitas Washington
