Courtesy of InterestingEngineering

Penemuan Bukti Kuat Titik Kritis Nuklir dalam Tumbukan Ion Emas

Menemukan titik kritis pada diagram fase nuklir agar dapat memetakan bagaimana materi nuklir berubah fase di bawah kondisi ekstrem, sebagai langkah penting dalam memahami asal-usul alam semesta dan struktur inti bintang neutron.

30 Sep 2025, 03.24 WIB

143 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penemuan titik kritis dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang perilaku materi pada kondisi ekstrem.
Fluktuasi dalam kolisi ion emas menjadi indikator penting dalam pencarian titik kritis.
Data yang diperoleh menunjukkan adanya tanda yang diharapkan dari titik kritis, meskipun masih ada bagian yang perlu dikonfirmasi.

Upton, Amerika Serikat - Fisika nuklir telah lama berupaya untuk menemukan titik kritis dalam diagram fase nuklir, yang menunjukkan bagaimana materi nuklir berubah fase dalam kondisi ekstrem. Ini penting untuk memahami transisi antara fase materi yang berbeda, khususnya pada level quark dan gluon yang membentuk proton dan neutron.

Para ilmuwan di STAR Collaboration menggunakan tumbukan ion emas dengan berbagai energi di Relativistic Heavy Ion Collider di Upton, Amerika Serikat. Dengan data ini, mereka mengamati fluktuasi jumlah proton yang dihasilkan, layaknya turbulensi udara yang menandai perubahan fase materi.

Analisis menggunakan metode statistik tingkat tinggi seperti kurtosis berhasil menemukan pola turunnya nilai paramater ini pada energi sekitar 20 miliar elektron volt (GeV). Pola ini sesuai dengan prediksi teori bahwa kurtosis akan turun, naik, lalu turun lagi saat melewati titik kritis.

Meski hasil ini merupakan setengah dari sinyal yang diharapkan dan data di energi lebih rendah masih terbatas, penelitian ini merupakan langkah maju signifikan dalam peta diagram fase nuklir. Upaya melengkapi data pada energi rendah sedang dilakukan untuk memperjelas temuan tersebut.

Pencapaian ini berkat peningkatan teknologi detektor, akselerator, dan kekuatan komputasi yang digunakan. Jika titik kritis berhasil dikonfirmasi secara penuh, hal ini akan menjadi milestone penting dalam fisika nuklir dan pemahaman kita mengenai alam semesta serta benda langit ekstrem.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/turbulence-hint-nuclear-phase-change

Analisis Ahli

Mikhail Stephanov

"Perubahan arah pada nilai kurtosis merupakan tanda jelas adanya fenomena kritis, menandakan bahwa energi tertentu memang memicu transisi fase yang unik."

Xiaofeng Luo

"Menemukan titik kritis akan menjadi tonggak fundamental dalam memahami materi di kondisi ekstrem, termasuk di inti bintang neutron dan kelahiran alam semesta."

Analisis Kami

"Penemuan sinyal parsial ini sangat menjanjikan dan menunjukkan kemajuan besar dalam fisika nuklir eksperimental. Namun, pemahaman mendalam mengenai mekanisme pasti dari titik kritis dan interpretasi datanya masih memerlukan penelitian lebih lanjut dan model teori yang lebih kuat."

Prediksi Kami

Dengan pengumpulan data energi rendah yang lebih lengkap, terutama antara 3 GeV hingga 7,7 GeV, para peneliti kemungkinan akan mengonfirmasi keberadaan titik kritis nuklir secara penuh dalam beberapa tahun mendatang.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dilaporkan oleh kolaborasi STAR?

Kolaborasi STAR melaporkan bukti terkuat mereka untuk titik kritis yang dicari dalam fisika nuklir.

Apa itu titik kritis dalam fisika nuklir?

Titik kritis adalah lokasi unik pada diagram fase nuklir yang memisahkan cara quark dan gluon berpindah dari satu fase ke fase lainnya.

Bagaimana cara ilmuwan mencari titik kritis?

Ilmuwan mencari titik kritis dengan mempelajari fluktuasi dalam jumlah proton yang dihasilkan selama kolisi.

Apa yang ditemukan tim STAR terkait kurtosis?

Tim STAR menemukan adanya penurunan nilai kurtosis di sekitar 20 GeV, yang menunjukkan bagian dari tanda yang diharapkan.

Mengapa penelitian ini penting bagi pemahaman materi?

Penelitian ini penting untuk memahami bagaimana materi berperilaku dalam kondisi ekstrem, seperti yang terjadi di awal alam semesta dan inti bintang neutron.