Neutrino adalah partikel subatomik dasar yang dihasilkan oleh peluruhan unsur-unsur radioaktif dan tidak memiliki muatan listrik, atau, seperti yang F. Reines katakan,
"... bagian yang paling kecil dari realitas yang pernah dibayangkan oleh manusia".
Nama neutrino diciptakan oleh Enrico Fermi sebagai permainan kata dari neutrone, bahasa Italia dari neutron.
Dari semua partikel energi tinggi, hanya partikel neutrino yang dapat langsung menyampaikan informasi astronomi dari tepi alam semesta - dan dari dalam proses energi tinggi yang paling dahsyat dan sejauh yang kita tahu, ada tiga jenis neutrino, masing-masing jenis berkaitan dengan partikel bermuatan seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:
Neutrino diproduksi dalam tabrakan energi tinggi, dan pada dasarnya bepergian dalam kecepatan cahaya, dan tidak terpengaruh oleh medan magnet, neutrino memenuhi persyaratan dasar untuk astronomi. Keuntungan unik mereka muncul dari properti yang mendasar: mereka hanya dipengaruhi oleh gaya terlemah dari kekuatan alam (tapi bukan gravitasi) dan karena itu pada dasarnya tidak terserap oleh apapun saat mereka melakukan perjalanan jarak jauh dalam skala kosmologis antara asal mereka dan kita.
Dari mana mereka berasal?
Dari apa yang kita ketahui saat ini, mayoritas neutrino yang beredar lahir sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu, segera setelah kelahiran alam semesta. Sejak saat itu, alam semesta telah terus diperluas dan didinginkan, dan neutrino terus berjalan. Secara teoritis, sekarang ada begitu banyak neutrino yang mereka merupakan radiasi latar belakang kosmik yang suhunya 1,9 derajat Kelvin (-271,2 derajat Celcius). Neutrino lainnya terus-menerus diproduksi dari stasiun tenaga nuklir, akselerator partikel, bom nuklir, fenomena umum atmosfer, dan selama kelahiran, hidup, dan kematian bintang, khususnya ledakan supernova.
Neutrino pertama kali dipostulatkan pada Desember 1930 oleh Wolfgang Pauli untuk menjelaskan spektrum energi peluruhan beta, peluruhan neutron menjadi proton dan elektron. Saat itu, ada perbedaan energi dan momentum sudut yang teramati dari partikel-partikel awal dan akhir proses peluruhan beta. Hal ini bertentangan dengan prinsip kekekalan momentum dan energi dalam fisika.
Niels Bohr, sudah mengajukan gagasan bahwa mungkin energi itu tidak benar-benar kekal untuk semua peluruhan.
Lalu Pauli berteori bahwa harus ada partikel yang tidak terdeteksi yang mengisi perbedaan yang teramati antara energi dan momentum sudut dari partikel-partikel awal dan akhir. Karena partikel yang tak terdeteksi itu harus tidak bermuatan dan sulit untuk di deteksi, maka pembuktian eksperimental pertama tentang keberadaan neutrino harus menunggu sampai sekitar 25 tahun setelah mereka pertama kali dibahas.
(1) Dalam inti radioaktif, neutron diam (momentum nol) meluruh, melepaskan proton dan elektron. (2) Karena hukum kekekalan momentum, produk yang dihasilkan dari peluruhan harus memiliki momentum total nol, namun proton dan elektron hasil peluruhan pada gambar jelas tidak nol. (Selain itu, jika hanya ada dua produk peluruhan, mereka harus nya bertolak belakang) (3) Oleh karena itu, kita perlu menyimpulkan kehadiran partikel lain dengan momentum yang tepat untuk menyeimbangkan proses. (4) Kemudian hipotesis diajukan bahwa (dlm hal ini) antineutrino juga dihasilkan; Percobaan telah mengkonfirmasi bahwa ini memang apa yang terjadi.
Pada tahun 1956 Clyde Cowan, Frederick Reines, FB Harrison, HW Kruse, dan AD McGuire menerbitkan artikel "Pendeteksian Neutrino Bebas: Sebuah Konfirmasi" di Science, hasil yang dihargai dengan hadiah nobel tahun 1995.
Hanya melewati!
Lemahnya neutrino untuk berinteraksi dengan materi yang membuat mereka unik dan berharga sebagai utusan astronomi. Tidak seperti foton atau partikel bermuatan, neutrino dapat muncul dari sumber mereka yang jauh di dalam (seperti inti bintang ) dan melakukan perjalanan ke seluruh alam semesta tanpa gangguan. Mereka tidak dibelokkan oleh medan magnet dan tidak diserap oleh materi yang dilaluinya, dengan kata lain nyaris tak ada aral melintang dalam perjalanan mereka. Namun, sifat ini jugalah yang membuat neutrino kosmik sangat sulit untuk dideteksi; instrumen yang besar dan biasannya dibangun jauh dibawah permukaan tanah, diperlukan untuk menemukan mereka dalam jumlah yang cukup untuk melacak asal-usul mereka.
Inti matahari kita juga menghasilkan partikel Neutrino. Rata-rata sebanyak 300 milyar neutrino yang berasal dari inti matahari menembus setiap centimeter persegi bumi tiap detik. Sehingga setiap detik, tubuh kita, bumi kita, dibombardir oleh Neutrino matahari ini DARI ATAS pada siang hari, dan DARI BAWAH jika malam hari, atau dengan kata lain partikel-partikel neutrino dari matahari tiap detik menembus masuk di sisi siang bumi dan keluar di sisi malam bumi (tentu tidak hanya neutrino matahari yang keluar masuk bumi)
Nah sekarang mari kita lihat tafsir Quran Surat Al Hadiid ayat 4 berikut ini:
Dialah yang menciptakan langit dan bumi dalam enam masa: Kemudian Dia bersemayam di atas ´arsy. Dia mengetahui apa yang masuk ke dalam bumi dan apa yang keluar daripadanya dan apa yang turun dari langit dan apa yang naik kepada-Nya. Dan Dia bersama kamu di mana saja kamu berada. Dan Allah Maha Melihat apa yang kamu kerjakan.Kebetulankah jika Ayat ini bersesuaian dengan Neutrino? Wallahualam. Yang jelas kita yakin bahwa Tuhan memang mengetahui segala sesuatu meskipun sesuatu itu adalah partikel fundamental yang sangat kecil dan sangat sulit untuk di deteksi oleh manusia ...
Fakta-Fakta Menarik Mengenai partikel Neutrino
~ Foton dan neutrino sama sama diciptakan dalam inti bintang. Tapi sementara foton butuh puluhan ribu tahun untuk mencapai permukaan Matahari, neutrino hanya butuh waktu dua detik.
~ Pada tahun 1987, sebuah bintang terlihat bersupernova di Large Magellanic Cloud, 168.000 tahun cahaya jauhnya. Kita mendeteksi 23 neutrino darinya; sejauh ini, itu adalah satu-satunya neutrino yang pernah terdeteksi dari supernova yang tercatat.
~ Sebuah supernova yang khas akan memancarkan sekitar 10
57 neutrino sekaligus, sekitar 10
18 kali neutrino yang dipancarkan Matahari.
~ Supernova dalam galaksi kita,
terakhir meledak di tahun 1604, pada jarak sekitar 20.000 tahun cahaya. Salah satu kandidat terbaik untuk supernova berikutnya di galaksi kita adalah Betelgeuse, yang hanya 640 tahun cahaya dari kita.
~ Betelgeuse bisa bersupernova setiap saat dari saat ini hingga jutaan tahun ke depan. Detektor neutrino terbesar yang beroperasi hari ini adalah
super Kamiokande-III di Jepang, yang merupakan tempat 50.000 ton air untuk diinterakksikan (tentu tdk semuanya berhasil berinteraksi) dengan neutrino.
~ Jika Betelgeuse bersupernova suatu hari, Super Kamiokande-III akan mendeteksi sekitar 13 juta neutrino.
~ Sebuah detektor neutrino yang baik, seperti OPERA, terdiri dari lebih dari 1.000 ton massa yang akan diinteraksikan dengan neutrino.
~ OPERA mendeteksi 16.000 neutrino dari sekitar 100.000.000.000.000.000.000 neutrino yang melaluinya selama tiga tahun terakhir.
OPERA
~ Jika OPERA diperpanjang menjadi satu tahun cahaya panjangnya dan terbuat dari timah padat, maka neutrino yang akan berinteraksi masih kurang dari setengah dari neutrino yang melewatinya.
~ Tiga jenis neutrino dalam model standar adalah partikel ringan dengan massa nyaris nol (tapi tidak nol) yang pernah ditemukan. Batas atas massa neutrino terberat masih lebih dari 4 juta kali lebih ringan daripada elektron, partikel ringan berikutnya.
~ Molekul oksigen pada suhu kamar bergerak pada kecepatan rata-rata sekitar 440 meter per detik. Karena mereka begitu ringan, neutrino pada suhu kamar akan bergerak dengan kecepatan lebih dari 80% kecepatan cahaya.
~ Kedalaman terdingin ruang antar galaksi suhunya hanya 2,73 derajat Kelvin (minus 270,42 derajat celcius), dipanaskan terutama oleh radiasi sisa dari Big Bang. Sebuah neutrino pada suhu ini masih akan bergerak pada 7% kecepatan cahaya.
~ Suhu terdingin yang pernah dicapai di laboratorium adalah sekitar setengah dari satu nanoKelvin di atas nol mutlak. Neutrino masih akan bergerak dengan kecepatan hampir 300 m/s!
BONUS Penggambaran Osilasi Neutrino dengan Kereta Kencana Cinderella
Cinderella naik kereta kencananya untuk bertemu sang pangeran. Saat ia semakin dekat dengan tempat pangeran, probabilitas bahwa kereta nya akan berubah menjadi labu meningkat.
Kendaraan Cinderella yang awalnya adalah kereta kencana, tapi ada kemungkinan bahwa tiba-tiba akan menjadi sesuatu yang sama sekali berbeda! Ternyata hal ini tidak hanya terjadi dalam cerita dongeng.
Jika Cinderella mencoba untuk mencari tumpangan pada neutrino, dia akan memiliki masalah yang sama. Bayangkan bahwa Cinderella yang melompat ke sebuah neutrino elektron. Ketika dia sampai ke tempat pangeran, dia mungkin menemukan bahwa dia tiba dengan menaiki neutrino muon.
Sebuah komplikasi tambahan adalah bahwa, karena sifat probabilistik dari mekanika kuantum, neutrino sebenarnya berada dalam beberapa flavour sekaligus. Ya, ini berarti bahwa neutrino bisa menjadi dua hal yang berbeda pada waktu yang sama! Hanya pada saat neutrino berinteraksi lah yang akhirnya menentukan flavour apakah neutrino tersebut.
Jadi, analogi cerita tepatnya seperti ini: Cinderella yang ada dalam kereta kencana, namun dia tidak bisa mengatakan apakah itu labu atau tidak. sampai sang pangeran muncul keluar untuk mencarinya, kereta Cinderella secara simultan adalah labu dan tidak labu!
Kisah kereta kencana Cinderella mungkin dapat menggambarkan osilasi neutrino, namun sayangnya semua orang hanya mengetahui sepatu nya
Baca Juga:
Dari berbagai sumber
