Neutrino, Partikel Misterius yang Lebih Cepat Dari Cahaya

Neutrino adalah suatu partikel dasar. Neutrino mempunyai spin 1/2 dan oleh sebab itu merupakan fermion. Massanya sangat kecil, walaupun eksperimen yang terbaru menunjukkan bahwa massanya ternyata tidak sama dengan nol. Neutrino hanya berinteraksi lewat interaksi lemah dan gravitasi, tak satu pun lewat interaksi kuat atau interaksi elektromagnetik.

Neutrino tercipta sebagai hasil dari beberapa jenis peluruhan radioaktif tertentu atau sebagai karena reaksi nuklir seperti yang terjadi di Matahari, pada reaktor nuklir, atau ketika sinar kosmik membentur sekelompok atom.

Neutrino pertama kali dipostulatkan pada Desember, 1930 oleh Wolfgang Pauli untuk menjelaskan spektrum energi dari peluruhan beta, yaitu peluruhan sebuah netron menjadi sebuah proton dan sebuah elektron.


Karena sifat "hantunya", deteksi eksperimental pertama dari neutrino harus menunggu hingga 25 tahun sejak pertama kali didiskusikan.



Hasil ini didasarkan pada pengamatan lebih dari 15.000 neutrino.
Neutrino meluncur lebih cepat daripada cahaya? Hal ini tampaknya menjadi kesimpulan dari pengukuran yang dilakukan oleh tim peneliti di bawah pimpinan Dario Autiero, seorang peneliti CNRS, sebagai bagian dari eksperimen internasional OPERA. Hasil yang tak terduga ini dipublikasikan pada Jumat, 23 September 2011, pukul 2:00 (waktu Paris) dalam jurnal arXiv, dan disajikan pada hari yang sama pada pukul 4:00 am dari CERN, di Jenewa, dalam sebuah seminar yang disiarkan secara online.


Pada tahun 1905, teori relativitas Einstein telah membuktikan bahwa tidak ada yang mampu melebihi kecepatan cahaya dalam vakum. Namun, lebih dari satu abad kemudian, setelah tiga tahun pengukuran berpresisi sangat tinggi dan analisis yang kompleks, eksperimen OPERA telah membawa hasil yang sama sekali tak terduga: perjalanan neutrino secara signifikan ke depan lebih cepat daripada cahaya pada jarak yang sama dalam vakum.

Percobaan OPERA didedikasikan untuk mengobservasi dan mendeteksi sinar neutrino yang dihasilkan akselerator CERN di Jenewa dari jarak 730 km di laboratorium bawah tanah Gran Sasso, Italia. Perjalanan cahaya selama 2,4 milidetik. Namun percobaan OPERA telah mendeteksi neutrino mencapai Gran Sasso selama 60 nanodetik lebih cepat. Dengan kata lain, setelah berjalan 730 km, neutrino melewati garis finish 20 meter di depan foton hipotetis yang melakukan perjalanan pada jarak yang sama.

“Kami telah menetapkan suatu sistem yang memungkinkan kami mencapai sinkronisasi antara CERN dan Gran Sasso dengan akurasi nanodetik dan kami telah mengukur jarak antara kedua situs ke dalam 20 cm. Karena ketidakpastian yang rendah dari pengukuran ini, kami sangat yakin dengan hasil kami ini,” kata Dario Autiero, peneliti CNRS dari Institut Fisika Nuklir (IPNL) di Lyon. “Dengan demikian, kami ingin membandingkan pengukuran kami dengan eksperimen lainnya, karena tidak ada dalam data kami yang menjelaskan mengapa neutrino tampaknya berjalan sedemikian cepat.” Hasil ini didasarkan pada pengamatan lebih dari 15.000 neutrino.

“Hasil ini benar-benar tak terduga,” tekan Antonio Ereditato, dari University of Bern dan juru bicara untuk eksperimen OPERA. “Penelitian dan verifikasi selama berbulan-bulan belumlah cukup untuk mengidentifikasi efek instrumental yang bisa menjelaskan hasil dari pengukuran kami ini. Selagi para peneliti yang mengambil bagian dalam eksperimen ini akan terus bekerja, mereka berharap membandingkan hasil mereka ini dengan eksperimen lain sehingga bisa sepenuhnya menilai sifat pengamatan ini.

Sejauh ini, kecepatan cahaya selalu dianggap tak mampu diungguli. Semestinya ini tidak menjadi kasus, ini bisa membuka perspektif teoretis yang sama sekali baru. Mengingat dampak besar yang dihasilkan itu bisa terjadi pada fisika, pengukuran independen diperlukan pada efek yang terobservasi untuk memperoleh kepastian apakah nantinya terbantahkan atau sebaliknya menjadi mapan. Inilah alasan mengapa para peneliti dalam kolaborasi OPERA ingin mengirimkan hasil ini untuk pemeriksaan sesama fisikawan di seluruh dunia.

Percobaan OPERA diresmikan pada tahun 2006 untuk mengamati transformasi langka (osilasi) dari neutrino muon ke neutrino tau. Salah satu osilasi yang terdeteksi pada tahun 2010, menunjukkan kapasitas eksperimen yang unik dalam hal deteksi sinyal neutrino tau yang sulit dipahami.
Empat laboratorium CNRS yang terlibat dalam percobaan OPERA adalah Institut Fisika Nuklir INPL di Lyon (CNRS/Université Claude Bernard-Lyon 1), Institut Pluridisciplinary Hubert Curien (CNRS/Université de Strasbourg), Laboratorium Akselerator Linear (CNRS/Université Paris-Sud 11), yang berpartisipasi hingga tahun 2005, Laboratorium Fisika Partikel di Annecy le Vieux (CNRS/Université de Savoie)