Courtesy of InterestingEngineering

Jam Nuklir Thorium-229: Inovasi Deteksi Materi Gelap Paling Presisi

Mengembangkan metode baru menggunakan jam nuklir thorium-229 untuk mendeteksi pengaruh materi gelap yang sangat lemah, melebihi sensitivitas jam atom yang ada saat ini.

15 Jul 2025, 19.44 WIB

173 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Jam nuklir berbasis thorium-229 memiliki potensi untuk menjadi detektor utama materi gelap.
Pencarian materi gelap dapat dilakukan dengan lebih presisi menggunakan thorium-229 meskipun jam nuklir belum sepenuhnya dikembangkan.
Penelitian ini membuka kesempatan baru untuk memahami sifat materi gelap melalui pengukuran spektrum penyerapan.

Weizmann Institute of Science, Israel - Para ilmuwan sedang mengembangkan jam nuklir menggunakan isotope thorium-229 yang lebih akurat daripada jam atom konvensional. Jam ini menggunakan inti atom, yang lebih stabil dibandingkan dengan elektron luar yang digunakan pada jam atom.

Thorium-229 memiliki transisi isomer rendah yang bisa dieksitasi menggunakan laser sehingga memungkinkan pengukuran waktu dengan presisi tinggi. Namun, thorium-229 sangat langka dan mahal, sehingga pengembangan jam nuklir ini menantang.

Penelitian terbaru menunjukkan jam nuklir thorium-229 dapat mendeteksi pengaruh materi gelap yang sangat lemah, bahkan jika kekuatannya 100 juta kali lebih kecil dari gaya gravitasi. Ini jauh melebihi kemampuan jam atom saat ini.

Materi gelap dapat menyebabkan pergeseran kecil dalam massa inti atom yang mempengaruhi spektrum absorpsi thorium-229. Dengan pengamatan teliti terhadap spektrum ini, ilmuwan berharap dapat mengidentifikasi keberadaan dan sifat materi gelap.

Walau jam nuklir fungsional belum dibuat, penelitian ini membuka jalan baru untuk mencari materi gelap dan mempercepat pengembangan teknologi jam nuklir yang lebih akurat dari sebelumnya.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/new-dark-matter-nuclear-clock

Analisis Kami

"Penggunaan jam nuklir thorium-229 sebagai detektor materi gelap adalah langkah revolusioner yang menggabungkan fisika fundamental dengan teknologi mutakhir. Namun, tantangan teknis dan biaya tinggi bisa memperlambat penerapan komersial dan penelitian yang lebih luas secara cepat."

Analisis Ahli

Gilad Perez

"Jam nuklir berbasis thorium-229 akan menjadi alat paling sensitif untuk mendeteksi pengaruh materi gelap pada inti atom, melebihi jam atom konvensional yang terpengaruh oleh listrik."

Wolfram Ratzinger

"Deteksi deviasi spektrum absorpsi thorium-229 akan memungkinkan kalkulasi massa partikel materi gelap yang bertanggung jawab, membuka era baru dalam eksplorasi materi gelap."

Prediksi Kami

Dalam waktu dekat, dengan peningkatan presisi alat dan teknik pengukuran, jam nuklir thorium-229 akan mampu memberikan batasan paling ketat terhadap model materi gelap dan bisa mengungkap identitas partikel materi gelap tersebut.

Pertanyaan Terkait

Apa yang diusulkan oleh tim ilmuwan Jerman terkait materi gelap?

Tim ilmuwan Jerman mengusulkan cara baru untuk mendeteksi pengaruh materi gelap pada sifat inti thorium-229.

Mengapa jam nuklir dianggap lebih presisi dibandingkan dengan jam atom?

Jam nuklir lebih presisi karena memanfaatkan inti atom yang lebih stabil dan kurang terpengaruh oleh faktor eksternal.

Apa tantangan dalam pengembangan jam nuklir berbasis thorium-229?

Tantangan dalam pengembangan jam nuklir berbasis thorium-229 adalah kelangkaan, radioaktivitas, dan biaya tinggi untuk memperoleh isotop tersebut.

Bagaimana materi gelap dapat mempengaruhi spektrum penyerapan thorium-229?

Materi gelap dapat mempengaruhi spektrum penyerapan thorium-229 dengan mengubah massa inti atom dan menyebabkan pergeseran sementara dalam spektrum tersebut.

Apa hasil dari penelitian yang dipublikasikan di Physical Review X?

Penelitian yang dipublikasikan di Physical Review X menunjukkan bahwa eksitasi laser thorium-229 dapat meningkatkan sensitivitas pencarian materi gelap.