Jika Anda berpikir setiap penemuan kuantum harus menunggu sampai Large Hadron Collider (LHC) diaktifkan kembali pada 2009, Anda salah. Tampaknya akselerator partikel Tevatron di Fermilab di Batavia, Illinois, telah menemukan ...
…sesuatu.
Para ilmuwan di Tevatron enggan memuji hasil baru dari Collider Detector di Fermilab (CDF) sebagai "penemuan baru" karena mereka hanya tidak tahu apa yang disarankan hasil mereka. Selama tabrakan antara proton dan anti-proton, CDF memantau pembusukan quark bawah dan anti quark bawah menjadi muon. Namun, para ilmuwan CDF menemukan sesuatu yang aneh. Terlalu banyak muon dihasilkan oleh tabrakan, dan muon adalah muncul di luar pipa balok…
Tevatron dibuka pada tahun 1983 dan saat ini merupakan akselerator partikel paling kuat di dunia. Ini adalah satu-satunya collider yang dapat mempercepat proton dan anti-proton ke energi 1 TeV, tetapi itu akan dilampaui oleh LHC ketika akhirnya mulai beroperasi sekitar awal tahun depan. Setelah LHC online, api sub-atom akan diteruskan ke akselerator Eropa dan Tevatron akan disiapkan untuk menonaktifkan beberapa waktu pada tahun 2010. Tetapi sebelum fasilitas yang kuat ini ditutup, ia akan terus menyelidiki masalah untuk sementara waktu.
Dalam eksperimen tabrakan proton baru-baru ini, para ilmuwan menggunakan CDF mulai melihat sesuatu yang tidak dapat mereka jelaskan dengan pemahaman kita saat ini tentang fisika modern.
Tabrakan partikel terjadi di dalam “pipa balok” selebar 1,5 cm yang menyatukan balok-balok partikel relativistik dan memfokuskannya ke titik terjadinya tabrakan. Setelah tabrakan, semprotan partikel yang dihasilkan terdeteksi oleh lapisan elektronik di sekitarnya. Namun tim CDF mendeteksi terlalu banyak muon yang dihasilkan setelah tabrakan. Plus, muon dihasilkan secara tidak dapat dijelaskan di luar pipa balok tanpa jejak yang terdeteksi di lapisan terdalam detektor CDF.
Juru bicara CDF Jacobo Konigsberg, sangat ingin menekankan bahwa investigasi lebih lanjut perlu dilakukan sebelum penjelasan dapat disampaikan. “Kami belum mengesampingkan penjelasan biasa untuk ini, dan saya ingin menjelaskannya," dia berkata.
Namun, para teoretikus tidak begitu tertutup dan sangat bersemangat tentang apa artinya ini bagi Model Standar partikel sub-atom. Jika deteksi kelebihan muon ini terbukti benar, partikel "tidak dikenal" memiliki masa pakai 20 picoseconds dan memiliki kemampuan untuk menempuh 1 cm, melalui sisi pipa balok, dan kemudian membusuk menjadi muon.
Dan Hooper, ilmuwan Fermilab lainnya, menunjukkan bahwa jika ini benar-benar merupakan partikel yang sebelumnya tidak diketahui, itu akan menjadi penemuan besar. “Satu sentimeter adalah jalan panjang bagi sebagian besar partikel untuk membuatnya sebelum membusuk, ”Kata. “Masih terlalu dini untuk mengatakan banyak tentang ini. Yang sedang berkata, jika ternyata ada partikel 'berumur panjang' yang baru, itu akan menjadi masalah yang sangat besar.”
Neal Weiner dari New York University setuju dengan Hooper. “Jika ini benar, itu hanya sangat menarik," dia berkata. “Ini akan menjadi indikasi fisika mungkin bahkan lebih menarik daripada yang kita duga sebelumnya.”
Akselerator partikel memiliki sejarah panjang dalam menghasilkan hasil yang tidak terduga, mungkin ini bisa menjadi indikator partikel yang sebelumnya telah diabaikan, atau lebih menarik, tidak diprediksi. Secara alami, para ilmuwan dengan cepat mendalilkan bahwa materi gelap mungkin ada di balik semua ini.
Weiner, bersama kolega Nima Arkani-Hamed, telah merumuskan model yang memprediksi keberadaan partikel materi gelap di Semesta. Dalam teorinya, partikel-partikel materi gelap berinteraksi di antara mereka sendiri melalui partikel-partikel pembawa kekuatan sekitar 1 GeV. Muon CDF yang dihasilkan di luar pipa balok telah dihitung untuk diproduksi oleh partikel induk yang “tidak diketahui” dengan massa sekitar 1 GeV.
Perbandingannya mencolok, tetapi Weiner dengan cepat menunjukkan bahwa lebih banyak pekerjaan diperlukan sebelum hasil CDF dapat dikaitkan dengan materi gelap. “Kami mencoba mencari tahu itu," dia berkata. “Tapi saya akan senang dengan data CDF.”
Mungkin kita tidak harus menunggu LHC, beberapa fisika baru mungkin terungkap sebelum akselerator CERN baru bahkan diperbaiki ...
Sumber: Ilmuwan Baru
