REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA— Para ilmuwan di Cina sedang membangun detektor “partikel hantu” terbesar di dunia. Lokasinya berada 3.500 meter di bawah permukaan laut.
Teleskop Neutrino Laut Dalam Tropis (Trident) akan berlabuh di dasar laut Samudra Pasifik Barat. Setelah selesai pada tahun 2030, alat yang disebut Hai Ling atau “Lonceng Laut” dalam bahasa Cina ini akan memindai kilatan cahaya langka yang dihasilkan oleh partikel-partikel yang sulit ditangkap dan secara singkat menjadi nyata di kedalaman laut.
Setiap detik, sekitar 100 miliar partikel hantu, yang disebut neutrino. Partikel hantu itu melewati setiap sentimeter persegi tubuh Anda.
Namun, sesuai dengan julukannya yang menyeramkan, tidak adanya muatan listrik dan massa neutrino yang hampir nol berarti mereka hampir tidak berinteraksi dengan jenis materi lain. Tetapi dengan memperlambat neutrino, fisikawan dapat melacak asal-usul beberapa partikel yang berjarak miliaran tahun cahaya dari ledakan bintang dan tabrakan galaksi kuno yang dahsyat. Di situlah Hai Ling berperan.
Kepala ilmuwan proyek tersebut Xu Donglian mengatakan dengan menggunakan Bumi sebagai perisai, TRIDENT akan mendeteksi penetrasi neutrino dari sisi berlawanan planet ini.
“Karena TRIDENT berada di dekat khatulistiwa, TRIDENT dapat menerima neutrino datang dari segala arah seiring dengan rotasi bumi, memungkinkan pengamatan di seluruh langit tanpa titik buta,” ujar Xu, dilansir Live Science, Kamis (19/10/2023).
Neutrino ada di mana-mana. Mereka berada di urutan kedua setelah foton sebagai partikel subatom yang paling melimpah di alam semesta dan diproduksi dalam api nuklir bintang-bintang, dalam ledakan supernova yang sangat besar, dalam sinar kosmik dan peluruhan radioaktif, serta dalam akselerator partikel dan reaktor nuklir.
Meskipun keberadaannya ada di mana-mana, interaksi minimalnya dengan materi lain membuat neutrino sangat sulit dideteksi. Mereka pertama kali ditemukan keluar dari reaktor nuklir pada tahun 1956, dan banyak eksperimen pendeteksian neutrino telah melihat pemboman terus-menerus terhadap partikel yang dikirimkan kepada kita dari matahari; namun aliran ini menutupi neutrino langka yang dihasilkan ketika sinar kosmik, yang sumbernya masih misterius, menghantam atmosfer bumi.
Neutrino bergerak tanpa hambatan melalui sebagian besar materi, termasuk keseluruhan planet kita, namun terkadang mereka berinteraksi dengan molekul air. Saat neutrino bergerak melalui air atau es, terkadang mereka menghasilkan produk sampingan partikel yang disebut muon yang mengeluarkan kilatan cahaya.
Dengan mempelajari pola kilatan cahaya ini, para ilmuwan dapat merekonstruksi energi, dan terkadang sumber, neutrino. Tetapi untuk meningkatkan kemungkinan interaksi partikel hantu, detektor harus diletakkan di bawah banyak air atau es.
Detektor raksasa baru Cina ini akan terdiri dari lebih dari 24 ribu sensor optik yang dipasang pada 1.211 rangkaian, masing-masing sepanjang 700 meter, yang akan melayang ke atas dari titik jangkarnya di dasar laut. Detektor tersebut akan disusun dalam pola ubin Penrose dan akan membentang dengan diameter empat kilometer.
Saat beroperasi, ia akan memindai neutrino di area seluas 7,5 kilometer kubik. Detektor neutrino terbesar di dunia saat ini, IceCube, yang terletak di Stasiun Kutub Selatan Amundsen-Scott di Antartika, hanya memiliki area pemantauan seluas satu kilometer kubik, yang berarti TRIDENT akan jauh lebih sensitif dan lebih mungkin menemukan neutrino.
Selain itu, para ilmuwan mengatakan bahwa proyek percontohan akan dimulai pada tahun 2026, dan detektor penuh akan daring pada tahun 2030.
“TRIDENT bermaksud untuk melampaui batas kinerja teleskop neutrino, mencapai batas sensitivitas baru dalam pencarian sumber neutrino astrofisika di seluruh angkasa,” tulis para peneliti dalam makalah yang menguraikan detektor tersebut, yang diterbitkan 9 Oktober di jurnal Nature Astronomy.
