Detektor neutrino baru saja membuat penemuan luar biasa: Selain tiga jenis neutrino yang diketahui – neutrino elektron, muon, dan tau – dikatakan ada jenis keempat yang sebelumnya tidak diketahui.
Sejak percobaan sebelumnya pada tahun 1990an, partikel-partikel ini, yang dikenal sebagai neutrino “steril”, telah berulang kali menimbulkan spekulasi. Kini diskusi tentang partikel mengalami perubahan yang tidak terduga. Fisikawan di Observatorium Neutrino Laboratorium Akselerator Nasional Fermi AS, “Kacang Mini”, menemukan kelainan pada datanya yang dapat dijelaskan dengan adanya apa yang disebut neutrino “steril”.
Jika asumsi para fisikawan ini terbukti, maka hal ini akan menjadi sebuah terobosan. Karena neutrino semacam itu tidak termasuk dalam model standar fisika partikel dasar. Jadi jika neutrino steril benar-benar ada, mereka akan melanggar Model Standar dan mengubah fisika partikel selamanya.
Lebih banyak partikel misterius dari yang diperkirakan
Percobaan ini dilakukan untuk mereplikasi percobaan sebelumnya yang menemukan bahwa tiga jenis neutrino yang diketahui dapat berubah menjadi satu sama lain – sebuah efek yang dikenal sebagai osilasi neutrino. Dan inilah tepatnya yang dapat dijelaskan dengan kemunculan neutrino steril yang hipotetis.
Seperti eksperimen sebelumnya, Miniboone berfokus pada pendeteksian osilasi neutrino. Untuk tujuan ini, neutrino muon dihasilkan dengan bantuan akselerator partikel Fermilab dihasilkan dan dikirim ke observatorium, yang hanya berjarak 500 meter saat burung gagak terbang dari sumber neutrino. Di sana, neutrino yang masuk ditembakkan ke dalam tangki besar berisi minyak untuk mendeteksi kilatan cahaya spesifik yang dihasilkan dari interaksi antara antineutrino dan neutrino elektron. Para peneliti mampu mendeteksi 2.437 peristiwa – sekitar 460 lebih banyak dari yang diharapkan, menurut laporan penelitian, yang belum diselidiki. arXiv.orgarsip Perpustakaan Universitas Cornell.
Apakah partikel itu ada atau tidak?
Untuk membuktikan keberadaan neutrino steril, jarak antara sumber neutrino dan Miniboone dipilih ekstra pendek. Ini tidak cukup lama untuk mengubah neutrino muon menjadi neutrino elektron. Jika kelebihan elektron neutrino diukur pada jarak yang begitu pendek, hal ini hanya dapat terjadi dari osilasi neutrino steril.
Namun, ada eksperimen lain yang gagal mereproduksi hasilnya, termasuk eksperimen di Miniboone sendiri pada tahun 2007.
Yang paling dahsyat adalah hasil detektor neutrino IceCube di Kutub Selatan pada tahun 2016. Setelah menganalisis 100.000 peristiwa neutrino yang diamati selama satu dekade, fisikawan mengumumkan bahwa tidak ada bukti adanya neutrino steril. Meski bukan berarti mereka tidak ada. Namun masih jauh dari pasti bahwa mereka akan melakukannya.