Awal tahun ini, sebuah tim ilmuwan internasional mengumumkan bahwa mereka telah menemukan neutrino - partikel kecil dengan massa yang sama kecilnya tetapi tidak nol - bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Seorang fisikawan yang menjawab panggilan itu adalah Dr. Ramanath Cowsik. Dia menemukan kesalahan fatal dalam percobaan yang menantang keberadaan neutrino lebih cepat daripada cahaya.
Neutral superluminal (lebih cepat dari cahaya) adalah hasil dari percobaan OPERA, kolaborasi antara laboratorium fisika CERN di Jenewa, Swiss, dan Laboratori Nazionali del Gran Sasso di Gran Sasso, Italia.
Percobaan menghitung waktu neutrino ketika mereka melakukan perjalanan 730 kilometer (sekitar 450 mil) melalui Bumi dari titik asal mereka di CERN ke detektor di Gran Sasso. Tim itu terkejut menemukan bahwa neutrino tiba di Gran Sasso 60 nanodetik lebih cepat daripada yang mereka miliki jika mereka bepergian dengan kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara. Singkatnya, mereka tampak superluminal.
Hasil ini menciptakan masalah bagi fisika atau terobosan. Menurut teori relativitas khusus Einstein, setiap partikel dengan massa dapat mendekati kecepatan cahaya tetapi tidak dapat mencapainya. Karena neutrino memiliki massa, neutrino superluminal seharusnya tidak ada. Tetapi, entah bagaimana, mereka melakukannya.
Tetapi Cowsik mempertanyakan asal mula neutrino. Eksperimen OPERA menghasilkan neutrino dengan membanting proton ke target stasioner. Ini menghasilkan pulsa pion, partikel tidak stabil yang secara magnetis terfokus ke dalam terowongan di mana mereka membusuk menjadi neutrino dan muon (partikel elementer kecil lainnya). Muon tidak pernah pergi lebih jauh dari terowongan, tetapi neutrino, yang dapat menyelinap melalui materi seperti hantu melewati dinding, terus berjalan menuju Gran Sasso.
Cowsik dan timnya mengamati dari dekat langkah pertama percobaan OPERA ini. Mereka menyelidiki apakah "peluruhan pion akan menghasilkan neutrino superluminal, dengan asumsi energi dan momentum dilestarikan," katanya. Para neutrino OPERA memiliki banyak energi tetapi sangat sedikit massa, jadi pertanyaannya adalah apakah mereka benar-benar bisa bergerak lebih cepat daripada cahaya.
Apa yang Cowsik dan timnya temukan adalah bahwa jika neutrino yang dihasilkan dari peluruhan pion bergerak lebih cepat dari cahaya, masa hidup pion akan lebih lama dan masing-masing neutrino akan membawa sebagian kecil energi yang dibagikan dengan muon. Dalam kerangka fisika saat ini, neutrino superluminal akan sangat sulit untuk diproduksi. “Terlebih lagi,” Cowsik menjelaskan, “kesulitan-kesulitan ini hanya akan meningkat ketika energi pion meningkat.
Ada pemeriksaan eksperimental kesimpulan teoritis Cowsik. Metode CERN untuk menghasilkan neutrino diduplikasi secara alami ketika sinar kosmik menghantam atmosfer Bumi. Sebuah observatorium bernama IceCube didirikan untuk mengamati neutrino yang terjadi secara alami di Antartika; ketika neutrino bertabrakan dengan partikel lain, mereka menghasilkan muon yang meninggalkan jejak cahaya berkedip ketika mereka melewati hampir 2,5 kilometer (1,5 mil) blok es yang jernih.
IceCube telah mendeteksi neutrino dengan energi 10.000 kali lebih tinggi daripada yang dihasilkan sebagai bagian dari eksperimen OPERA, membuat Cowsik menyimpulkan bahwa pion induknya harus memiliki tingkat energi yang sama tingginya. Perhitungan timnya berdasarkan hukum kekekalan energi dan momentum mengungkapkan bahwa masa hidup pion-pion itu harus terlalu lama bagi mereka untuk membusuk menjadi neutrino superluminal.
Seperti yang dijelaskan Cowsik, deteksi IceCube terhadap neutrino berenergi tinggi menunjukkan bahwa pion membusuk sesuai dengan gagasan standar fisika, tetapi neutrino hanya akan mendekati kecepatan cahaya; mereka tidak akan pernah melampauinya.
Sumber: Pions Tidak Ingin Membusuk Menjadi Cepat Neutrino
