Home > Iptek

Detektor Neutrino Terbesar di Dunia Menyala di Bawah Tanah

Seperti kebanyakan detektor neutrino, detektor ini terletak di bawah tanah. Tepatnya 700 meter di bawah tanah.
Bagian dalam detektor JUNO. (Yuexiang Liu/Institute of High Energy Physics)
Bagian dalam detektor JUNO. (Yuexiang Liu/Institute of High Energy Physics)

Neutrino adalah salah satu partikel paling misterius dalam model standar. Alasan utamanya adalah karena mereka sangat sulit dideteksi.

Meskipun 400 triliun neutrino yang tercipta di Matahari melewati tubuh seseorang setiap detik, mereka jarang berinteraksi dengan materi normal, sehingga sulit untuk memahami apa pun tentang mereka.

Untuk membantu memecahkan misteri neutrino, sebuah detektor neutrino baru di Cina baru-baru ini mulai mengumpulkan data, dan berharap dapat memberikan wawasan tentang 40 hingga 60 neutrino per hari selama 10 tahun ke depan.

Detektor tersebut, yang dikenal sebagai Observatorium Neutrino Bawah Tanah Jiangmen, atau Jiangmen Underground neutrino Observatory (JUNO), terletak di antara dua pembangkit listrik tenaga nuklir besar di Yangjian dan Taishan.

Kedua pembangkit listrik tenaga nuklir tersebut menghasilkan neutrino buatan mereka sendiri selain neutrino yang dihasilkan oleh Matahari, yang berarti area tersebut akan dipenuhi dengan partikel yang hampir tidak berinteraksi.

Padahal, seperti kebanyakan detektor neutrino, detektor ini terletak di bawah tanah. Tepatnya 700 meter di bawah tanah.

Massa fisik kerak Bumi dirancang untuk menghalangi sebagian besar partikel lain, seperti muon, mencapainya, dan pada instalasi lain, seperti IceCube, detektor ini bekerja dengan cukup baik.

Meskipun demikian, detektor ini sendiri dilindungi oleh detektor tambahan yang disebut "Top Tracker", yang mencakup kolam air ultramurni berdiameter 44 meter.

Tugasnya adalah mendeteksi partikel liar apa pun yang mungkin mencapai detektor. Pada akhirnya, detektor ini tidak dapat menghentikannya, tetapi dapat menghilangkan artefak data yang mungkin dihasilkannya.

Artefak data tersebut akan terjadi jika salah satu partikel mengenai "liquid scintillator" di dalam bola yang dikelilingi oleh 43.212 fotodetektor sensitif yang dapat menangkap foton individual.

Menggabungkan data dari semua fotodetektor yang berbeda akan memungkinkan para peneliti untuk mengungkap beberapa sifat fisik neutrino, termasuk perbedaan antara ketiga "jenis" tersebut, jika ada.

Tipe-tipe tersebut adalah elektron, muon, dan neutrino tau. Masing-masing memiliki karakteristik yang sedikit berbeda satu sama lain, dan mereka memiliki kemampuan untuk berpindah di antara berbagai jenis, atau "berosilasi" dalam istilah fisikawan partikel.

Salah satu tujuan utama JUNO adalah untuk memahami massa masing-masing jenis, tetapi, mengingat permintaan tersebut mungkin terlalu besar, para peneliti setidaknya berharap untuk mendapatkan gambaran tentang hierarki massa - yaitu, mana yang terberat vs. teringan.

Penemuan potensial lainnya adalah seberapa sering jenis-jenis tersebut berubah dari satu ke yang lain - yaitu, berapa frekuensi osilasinya.

Memahami cara kerja neutrino akan membuka gambaran yang lebih jelas tentang kosmologi, di mana neutrino dianggap bertanggung jawab atas ekspansi awal selama Big Bang, astrofisika, karena neutrino dianggap memberikan wawasan tentang supernova, dan bahkan geologi, karena batuan radioaktif dari dalam Bumi memancarkannya.

Itulah salah satu alasan mengapa para ilmuwan telah menginvestasikan begitu banyak waktu dan energi untuk melacak sifat-sifat neutrino.

JUNO adalah langkah selanjutnya dalam perjalanan tersebut. JUNO sendiri merupakan kolaborasi dari 74 institut dan 700 individu, dan dipimpin oleh Chinese Academy of Science's Institute for High Energy Physics.

JUNO diperkirakan akan beroperasi setidaknya selama 10 tahun dan diharapkan dapat mengumpulkan data yang cukup selama jangka waktu tersebut untuk memberikan informasi tambahan tentang karakteristik partikel-partikel misterius ini.

Jika hal ini terwujud, maka berbagai bidang sains akan menjadi lebih baik.

Bagian dalam bola dengan cairan berkilau. (JUNO Collaboration)
Bagian dalam bola dengan cairan berkilau. (JUNO Collaboration)
× Image