Dua kejayaan terobosan fizik terbesar dalam dekad terakhir adalah penemuan bahawa zarah subatomik yang disebut neutrinos sebenarnya mempunyai sejumlah kecil jisim dan pengesanan bahawa pengembangan alam semesta sebenarnya mengambil kelajuan.
Kini tiga ahli fizik University of Washington menyarankan dua penemuan itu disatukan secara bersepadu melalui salah satu ciri aneh alam semesta, tenaga gelap, hubungan yang mereka katakan boleh disebabkan oleh zarah subatomik yang sebelumnya tidak dikenali yang mereka sebut "acceleron."
Tenaga gelap tidak dapat dielakkan di alam semesta awal, tetapi sekarang menyumbang sekitar 70 peratus kosmos. Memahami fenomena ini dapat membantu menjelaskan mengapa suatu hari nanti, di masa depan, alam semesta akan berkembang begitu banyak sehingga tidak ada bintang atau galaksi lain yang dapat dilihat di langit malam kita, dan akhirnya dapat membantu para saintis untuk mengetahui apakah pengembangan alam semesta akan berlanjutan selama-lamanya.
Dalam teori baru ini, neutrino dipengaruhi oleh kekuatan baru yang dihasilkan dari interaksi mereka dengan pecutan. Tenaga gelap terhasil ketika alam semesta cuba menarik neutrino terpisah, menghasilkan ketegangan seperti itu pada tali getah yang diregangkan, kata Ann Nelson, seorang profesor fizik UW. Ketegangan itu mendorong pengembangan alam semesta, katanya.
Neutrinos diciptakan oleh triliunan di tungku nuklear bintang seperti matahari kita. Mereka mengalir melalui alam semesta, dan berbilion-bilion mengalir melalui semua perkara, termasuk manusia, setiap saat. Selain jisim kecil, mereka tidak mempunyai cas elektrik, yang bermaksud mereka berinteraksi sangat sedikit, jika tidak, dengan bahan yang mereka lalui.
Tetapi interaksi antara akseleron dan benda lain bahkan lebih lemah, kata Nelson, sebab itulah zarah-zarah tersebut belum dapat dilihat oleh pengesan canggih. Namun, dalam teori baru, akseleron menunjukkan kekuatan yang dapat mempengaruhi neutrino, kekuatan yang dia percaya dapat dikesan oleh berbagai eksperimen neutrino yang sudah beroperasi di seluruh dunia.
"Terdapat banyak model tenaga gelap, tetapi ujiannya kebanyakannya terbatas pada kosmologi, khususnya mengukur kadar pengembangan alam semesta. Kerana ini melibatkan pengamatan objek yang sangat jauh, sangat sukar untuk membuat pengukuran seperti itu dengan tepat, ”kata Nelson.
“Ini adalah satu-satunya model yang memberi kita beberapa cara yang bermakna untuk melakukan eksperimen di bumi untuk mencari kekuatan yang menimbulkan tenaga gelap. Kami dapat melakukan ini dengan menggunakan eksperimen neutrino yang ada. "
Teori baru dikemukakan dalam makalah oleh Nelson; David Kaplan, juga seorang profesor fizik UW; dan Neal Weiner, rakan penyelidikan UW dalam bidang fizik. Karya mereka, yang sebahagiannya disokong oleh geran dari Jabatan Tenaga A.S., diperincikan dalam makalah yang diterima untuk diterbitkan dalam edisi Surat Tinjauan Fizikal yang akan datang, sebuah jurnal Persatuan Fizikal Amerika.
Para penyelidik mengatakan jisim neutrino sebenarnya dapat berubah sesuai dengan lingkungan yang dilaluinya, dengan cara yang sama penampilan cahaya berubah bergantung pada apakah ia bergerak melalui udara, air atau prisma. Ini bermaksud bahawa pengesan neutrino dapat menghasilkan penemuan yang agak berbeza bergantung pada di mana mereka berada dan apa yang mengelilinginya.
Tetapi jika neutrino adalah komponen tenaga gelap, itu menunjukkan adanya kekuatan yang akan mendamaikan anomali antara pelbagai eksperimen, kata Nelson. Keberadaan kekuatan itu, yang terdiri dari neutrino dan akseleron, akan terus mendorong pengembangan alam semesta, katanya.
Ahli fizik telah mengejar bukti yang dapat memberitahu sama ada alam semesta akan terus berkembang tanpa batas atau berhenti secara tiba-tiba dan runtuh pada dirinya sendiri dalam apa yang disebut sebagai "masalah besar". Walaupun teori baru tidak menetapkan "masalah besar", kata Nelson, ini bermaksud bahawa pada suatu ketika pengembangannya akan berhenti menjadi lebih pantas.
"Dalam teori kami, akhirnya neutrino akan terpisah jauh dan menjadi terlalu besar untuk dipengaruhi oleh kesan tenaga gelap lagi, jadi percepatan pengembangan harus berhenti," katanya. "Alam semesta dapat terus berkembang, tetapi pada tingkat yang selalu menurun."
Sumber Asal: Siaran Berita Universiti Washington
