Penelitian di Bekas Tambang Emas South Dakota, Cari Materi Gelap Pembentuk Alam Semesta

JAKARTA – Ada materi gelap yang membentuk 85 persen dari semua materi di alam semesta, namun tidak ada yang pernah membuktikan keberadaannya.

Sebuah tim yang terdiri dari 250 ilmuwan sedang bekerja di tambang emas South Dakota yang terbengkalai di mana mereka membangun detektor materi gelap besar yang disebut LUX-ZEPLIN (LZ), dan mesin tersebut baru-baru ini mengirimkan titik data pertamanya.

Frank Wolfs, seorang profesor fisika dan astronomi di Rochester, yang mengawasi upaya Rochester dalam proyek tersebut, mengatakan dalam sebuah pernyataan:

"Kami tidak melihat materi gelap apa pun, tetapi hasil pertama LZ menunjukkan bahwa saat ini adalah yang paling sensitif gelap,   pendeteksi materi di dunia,” kata Wolf. “LZ akan mengumpulkan data selama sekitar 1.000 hari, secara signifikan meningkatkan sensitivitas untuk deteksi materi gelap yang dicapai selama periode pengumpulan data pertama.”

Tim ini baru bekerja di bawah tanah selama dua bulan, sementara percobaan dijadwalkan berlangsung lima tahun. Meskipun titik data pertama kosong, mereka berharap LZ akan menangkap tanda-tanda partikel yang sulit dipahami sebelum misi selesai.

Tim percaya detektor akan mengembalikan data 20 kali lebih banyak selama eksperimen dan peluang menemukan materi gelap dengan LZ. “mungkin kurang dari 50 persen tetapi lebih dari 10 persen,' kata Hugh Lippincott, fisikawan dan juru bicara percobaan dalam konferensi pers Kamis, 7 Juli seperti dilansir CBS News.

Gagasan tentang materi gelap, awalnya dikenal sebagai 'materi yang hilang', dirumuskan pada tahun 1933, menyusul penemuan bahwa massa semua bintang di gugusan galaksi Coma menggunakan sekitar satu persen massa yang dibutuhkan untuk menjaga galaksi agar tidak lepas dari gravitasi gugus. Teori ini tentu menarik.

Puluhan tahun kemudian pada 1970-an, astronom Amerika Vera Rubin dan Kent Ford menemukan anomali pada orbit bintang di galaksi.

Penemuan ini memicu teori di kalangan komunitas ilmiah bahwa anomali itu disebabkan oleh massa 'materi gelap' yang tak terlihat, yang terletak di dalam dan di sekitar galaksi. Tapi sejak itu tetap hanya teori.

Tim di South Dakota hanyalah salah satu dari banyak tim yang berharap menjadi yang pertama membuktikan materi gelap itu ada. Tim melakukan perjalanan 10 menit ke tambang dengan mengenakan alat pelindung.

“Semua perangkat elektronik kami telah dirancang khusus untuk LZ dengan tujuan memaksimalkan sensitivitas kami untuk sinyal sekecil mungkin,” kata Wolfs, seperti dikutip Daily Mail.

LZ dirancang khusus untuk mencari jenis partikel teoretis yang disebut partikel masif yang berinteraksi lemah, atau WIMPs. Kuncinya adalah dua tangki yang terhubung ke detektor.

Tangki diisi dengan 22.046 pon xenon cair yang sangat murni, yang merupakan gas mulia tidak berwarna, padat, tidak berbau yang ditemukan di atmosfer bumi dalam jumlah sedikit.

Sifat atom xenon memungkinkan mereka menghasilkan cahaya dalam interaksi partikel tertentu.

Jika atau ketika partikel teoretis terdeteksi, rangkaian cahaya dan sinyal listrik akan dipicu di dalam tangki.