Namun, para ilmuwan membuat kemajuan signifikan menuju pemahaman yang lebih baik tentang antimateri. Para peneliti mengumumkan pada hari Rabu (27 September) bahwa mereka untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa antimateri bereaksi terhadap gravitasi dengan cara yang sama seperti materi: dengan jatuh. Keberhasilan eksperimen ini sekali lagi memperkuat teori relativitas umum dari fisikawan brilian Albert Einstein.
Simulasi jatuhnya atom anti-hidrogen di dalam perangkat ALPHA-g di Pusat Penelitian Nuklir Eropa (CERN) di Jenewa, Swiss. Foto: Yayasan Sains Nasional AS.
Seperti yang kita ketahui, segala sesuatu yang kita lihat, dari planet dan bintang hingga anjing pudel dan permen lolipop, terbuat dari materi biasa. Antimateri, di sisi lain, adalah kembaran misterius dari materi biasa, memiliki massa yang sama tetapi muatan listrik yang berlawanan.
Hampir semua partikel subatomik, seperti elektron dan proton, memiliki pasangan antimateri. Elektron membawa muatan negatif, sedangkan antielektron, yang juga disebut positron, membawa muatan positif. Demikian pula, proton bermuatan positif, sedangkan antiproton bermuatan negatif.
Menurut teori tersebut, Big Bang yang memulai alam semesta seharusnya menciptakan jumlah materi dan antimateri yang sama. Namun, tampaknya hanya ada sedikit antimateri—dan hampir tidak ada sama sekali di Bumi. Lebih jauh lagi, materi dan antimateri tidak kompatibel. Jika keduanya bersentuhan, mereka akan meledak.
Eksperimen ini dilakukan di Pusat Penelitian Nuklir Eropa (CERN) di Swiss oleh para peneliti dari kelompok kolaborasi Fisika Laser Antihidrogen (ALPHA). Eksperimen ini melibatkan antimateri yang setara dengan hidrogen, unsur teringan.
"Di Bumi, sebagian besar antimateri yang terjadi secara alami diciptakan oleh sinar kosmik—partikel pembawa energi dari luar angkasa—yang bertabrakan dengan atom di atmosfer dan membentuk pasangan antimateri-materi," kata fisikawan Jonathan Wurtele dari Universitas California, salah satu penulis studi yang diterbitkan dalam jurnal Nature.
Antimateri yang baru tercipta ini hanya ada sampai bersentuhan dengan atom normal di atmosfer bagian bawah. Namun, antimateri dapat disintesis dalam kondisi terkontrol, seperti dalam eksperimen ALPHA.
Antihidrogen ditempatkan dalam ruang hampa berbentuk silinder dan ditahan di tempatnya oleh medan magnet. Para peneliti mengurangi medan magnet untuk melepaskan antimateri tersebut guna mengamati apakah ia akan jatuh karena gravitasi. Dalam kondisi yang sama, antimateri tersebut berperilaku serupa dengan hidrogen.
"Hasil ini telah diprediksi oleh teori dan eksperimen tidak langsung... Tetapi belum ada kelompok yang pernah melakukan eksperimen langsung di mana antimateri dijatuhkan untuk melihat ke arah mana ia akan jatuh," kata fisikawan Joel Fajans, salah satu penulis studi di UC Berkeley.
Ketika Einstein menciptakan teori relativitas umum—penjelasan komprehensif tentang gravitasi—ia menganggap semua materi setara, yang berarti bahwa antimateri akan bereaksi seperti materi. Antimateri baru secara resmi ditemukan pada tahun 1932.
Fisikawan dan salah satu penulis studi, William Bertsche dari Universitas Manchester di Inggris, yang melakukan eksperimen di CERN, mengatakan: “Saya pikir ini adalah bukti kekuatan relativitas umum dan prinsip-prinsip yang setara dengannya.”
Dengan menunjukkan bahwa baik antimateri maupun materi tertarik oleh gravitasi, percobaan tersebut menepis kemungkinan penjelasan untuk kelangkaan antimateri sebelumnya: bahwa antimateri ditolak ke sisi lain dari Big Bang.
Akhirnya, fisikawan Fajans menyimpulkan: "Sebaik apa pun teorinya, fisika tetaplah ilmu eksperimental."
Hoang Hai (menurut CERN, UNSF, Reuters)
Sumber
Komentar (0)