Courtesy of InterestingEngineering

Misi Mendeteksi Partikel Axion: Memburu Materi Gelap Menggunakan Laser Sinar-X Paling Canggih

19 Feb 2025, 21.53 WIB

79 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Eksperimen di XFEL menunjukkan potensi untuk mendeteksi aksion sebagai kandidat materi gelap.
Aksion dapat menjelaskan mengapa neutron tidak memiliki momen dipol listrik.
Penelitian ini berkontribusi pada pemahaman kita tentang fisika dasar dan struktur alam semesta.

Materi gelap adalah zat misterius yang menyusun sebagian besar massa alam semesta. Para ilmuwan percaya bahwa partikel hipotetik yang disebut aksion bisa menjadi komponen kunci dari materi gelap. Peneliti dari Universitas Oxford dan lembaga lainnya sedang menggunakan alat canggih, yaitu European X-ray Free Electron Laser (XFEL) di Jerman, untuk mencari partikel ini. Dalam eksperimen ini, sinar-X diarahkan melalui kristal germanium yang memiliki medan listrik kuat, yang memungkinkan foton berubah menjadi aksion. Aksion dapat melewati penghalang titanium dan kemudian berubah kembali menjadi foton yang dapat dideteksi.

Penemuan aksion dapat membantu menjelaskan mengapa neutron tidak menunjukkan momen dipol listrik, meskipun terdiri dari quark yang bermuatan. Jika aksion ada dan berinteraksi dengan cara ini, penemuan mereka akan memberikan bukti fisika di luar Model Standar, yang saat ini menjelaskan partikel dan gaya fundamental. Selain itu, aksion dianggap sebagai kandidat utama untuk materi gelap, yang mempengaruhi struktur alam semesta dan tidak dapat dilihat dengan teleskop. Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Physical Review Letters.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/most-powerful-xray-dark-matter

Analisis Kami

"Penggunaan teknologi XFEL menunjukkan kemajuan signifikan dalam metodologi deteksi partikel gelap yang selama ini sulit diamati. Namun, meskipun hasil awal menjanjikan, tekanan eksperimen harus terus diperkuat agar dapat memberikan bukti kuat yang mengubah paradigma fisika saat ini."

Analisis Ahli

Dr Jack Halliday

"Eksperimen ini menonjolkan fleksibilitas teknologi XFEL untuk mengatasi tantangan besar dalam fisika fundamental dan mendorong batas pemahaman alam semesta."

Prediksi Kami

Di masa depan, dengan peningkatan sensitivitas eksperimen, kemungkinan besar penemuan partikel axion akan membuka era baru dalam fisika fundamental serta pemahaman materi gelap dan fisika di luar Model Standar.

Pertanyaan Terkait

Apa itu materi gelap dan mengapa penting untuk dipelajari?

Materi gelap adalah substansi misterius yang menyusun sebagian besar massa alam semesta dan penting untuk dipelajari karena pengaruh gravitasinya terhadap galaksi.

Apa peran aksion dalam penelitian materi gelap?

Aksion dianggap sebagai kandidat utama untuk materi gelap dan dapat menjelaskan beberapa fenomena fisika yang belum terpecahkan.

Bagaimana eksperimen di XFEL dapat mendeteksi aksion?

Eksperimen di XFEL menggunakan sinar-X yang diarahkan melalui kristal germanium untuk mencari konversi antara foton dan aksion.

Apa yang dimaksud dengan Quantum Chromodynamics (QCD)?

Quantum Chromodynamics (QCD) adalah teori yang menjelaskan gaya kuat yang mengatur interaksi antara quark dan gluon.

Mengapa neutron tidak menunjukkan momen dipol listrik?

Neutron tidak menunjukkan momen dipol listrik karena adanya mekanisme tersembunyi yang mungkin dijelaskan oleh keberadaan aksion.