Courtesy of InterestingEngineering

Eksperimen KATRIN Ungkap Jejak Rahasia Neutrino dan Interaksinya

Mengukur massa neutrino dan mencari interaksi baru yang belum diketahui melalui analisis spektrum energi elektron dari peluruhan beta tritium di eksperimen KATRIN.

12 Jul 2025, 17.42 WIB

276 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Eksperimen KATRIN menggunakan tritium untuk mengukur massa neutrino dengan cara yang inovatif.
Interaksi neutrino yang baru dapat mengubah pemahaman kita tentang fisika di luar model standar.
KATRIN mampu memberikan batasan yang ketat pada kemungkinan interaksi baru meskipun data yang digunakan masih sedikit.

Karlsruhe, Jerman - Neutrino adalah partikel misterius yang sangat sulit dideteksi karena hampir tidak berinteraksi dengan materi, bahkan bisa melewati planet tanpa tercium. Awalnya, ilmuwan mengira neutrino tidak punya massa, namun penelitian terbaru menunjukkan sebaliknya, menimbulkan tantangan besar bagi model fisika yang selama ini dikenal.

Eksperimen KATRIN di Karlsruhe, Jerman, menggunakan gas radioaktif tritium yang mengalami peluruhan beta, menghasilkan elektron dan neutrino. Alih-alih mencari neutrino secara langsung, KATRIN mengamati energi elektron yang keluar, karena perubahan energi ini memberi petunjuk tentang massa dan interaksi neutrino.

Meskipun pengukuran energi ini sangat sulit karena perubahan yang dicari sangat kecil, KATRIN menggunakan spektrometer ultra-presisi dan sumber tritium yang sangat kuat untuk melakukannya. Dari data awal yang baru 5% dari total yang direncanakan, para peneliti sudah mampu mengatur batasan ketat terhadap kemungkinan interaksi neutrino baru yang belum terdeteksi sebelumnya.

Selain mengukur massa neutrino, KATRIN juga menguji teori tentang adanya partikel baru dan interaksi tambahan seperti boson W kanan, Higgs bermuatan, atau leptoquark. Temuan ini membantu mempersempit ruang bagi teori-teori fisika baru yang melampaui model standar yang ada saat ini.

Pada 2026, KATRIN akan memasuki fase baru bernama TRISTAN yang ditargetkan untuk menemukan neutrino steril, partikel yang bisa menjadi kunci misteri materi gelap di alam semesta. Meski hingga kini model standar masih bertahan, eksperimen seperti KATRIN terus menggali kemungkinan ilmu fisika yang belum diketahui.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/katrin-experiment-limits-on-neutrino-interactions

Analisis Kami

"Pendekatan KATRIN dengan fokus pada presisi tinggi dalam pengukuran spektrum energi elektron sangat revolusioner dan membuka peluang menemukan interaksi neutrino yang selama ini tersembunyi. Meskipun belum ada bukti langsung, kemampuan deteksi yang sudah ditunjukkan menjanjikan kemajuan signifikan dalam fisika partikel dan bisa memperluas Model Standar secara fundamental."

Analisis Ahli

Caroline Fengler

"Kami sudah menetapkan batas kompetitif untuk interaksi baru neutrino meskipun baru menggunakan 5% data akhir, menunjukkan betapa kuatnya sensitivitas eksperimen KATRIN."

Fisikawan Teoretis

"Keterbatasan yang semakin ketat dari eksperimen seperti KATRIN membuka jalan untuk teori fisika baru yang lebih komprehensif dan mungkin menjelaskan materi gelap melalui partikel neutrino steril."

Prediksi Kami

Dalam beberapa tahun ke depan, eksperimen KATRIN dan TRISTAN kemungkinan akan mempersempit ruang kemungkinan fisika baru atau bahkan menemukan bukti partikel baru seperti neutrino steril yang dapat menjelaskan misteri materi gelap.

Pertanyaan Terkait

Apa itu neutrino dan mengapa sulit untuk mendeteksinya?

Neutrino adalah partikel yang sangat kecil dan sulit untuk dideteksi karena interaksinya yang lemah dengan materi. Mereka dapat melewati planet tanpa meninggalkan jejak.

Apa tujuan dari eksperimen KATRIN?

Tujuan dari eksperimen KATRIN adalah untuk mengukur massa neutrino dan mencari tahu apakah ada interaksi baru yang tidak dijelaskan oleh model standar fisika.

Siapa Caroline Fengler dan perannya dalam KATRIN?

Caroline Fengler adalah peneliti di eksperimen KATRIN yang bertanggung jawab untuk analisis data dan pengembangan metode penelitian interaksi neutrino.

Apa yang diharapkan dari fase TRISTAN yang akan datang?

Fase TRISTAN diharapkan dapat membantu mencari neutrino steril yang dapat memberikan wawasan tentang materi gelap, dimulai pada tahun 2026.

Apa hasil terbaru dari eksperimen KATRIN terkait interaksi neutrino?

Hasil terbaru menunjukkan bahwa KATRIN dapat menetapkan batasan ketat pada interaksi baru neutrino meskipun hanya dengan 5% dari dataset akhir.