BAGIKAN
Dua tetraquark baru diilustrasikan di sini sebagai unit tunggal dari quark yang terikat erat. Salah satu partikel terdiri dari quark charm, antiquark aneh dan quark up dan antiquark bawah (kiri), dan yang lainnya terdiri dari quark charm, antiquark aneh, dan antiquark up dan quark down (kanan) . Credit: CERN

Para fisikawan mengatakan bahwa mereka telah menemukan bukti-bukti dalam data Large Hadron Collider Eropa, untuk tiga kombinasi quark yang belum pernah terlihat sebelumnya, tepat saat penghancur partikel terbesar di dunia tersebut memulai babak baru eksperimen berenergi tinggi.

Tiga jenis partikel eksotis — yang mencakup dua kombinasi empat quark, yang dikenal sebagai tetraquark, ditambah unit lima quark yang disebut pentaquark — benar-benar konsisten dengan Model Standar, sebuah teori berusia puluhan tahun yang menjelaskan struktur atom.

Bahkan, para ilmuwan berharap bahwa perjalanan LHC saat ini akan memunculkan bukti fisika yang melampaui Model Standar untuk menjelaskan fenomena dari sifat-sifat misterius seperti materi gelap. Bukti semacam itu dapat menunjukkan susunan partikel subatomik baru, atau bahkan dimensi ekstra di alam semesta kita.

LHC telah ditutup selama tiga tahun untuk meningkatkan sistemnya guna menangani tingkat energi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Penutupan itu berakhir pada April, dan sejak itu, para ilmuwan dan insinyur di pusat penelitian CERN di perbatasan Prancis-Swiss telah bersiap-siap untuk memulai kembali operasi ilmiah hari ini.

Pusat kendali CERN dihebohkan saat LHC memulai pengumpulan dan analisis data yang ketiga.

“Ini adalah momen ajaib saat ini,” kata Direktur Jenderal CERN Fabiola Gianotti dalam webcast hari ini. “Kami baru saja mengalami tabrakan dengan energi yang belum pernah terjadi sebelumnya, 13,6 tera-elektronvolt, dan ini membuka era baru eksplorasi di CERN.”

Gianotti mengatakan para ilmuwan LHC berharap untuk mengumpulkan sebanyak mungkin data selama putaran ketiga ini seperti yang mereka kumpulkan selama 13 tahun sejak dua putaran sebelumnya. “Ini, tentu saja, akan meningkatkan peluang kita untuk menemukan atau memahami hukum dasar alam semesta,” katanya.

Lingkaran magnet superkonduktor sepanjang 27 kilometer dan detektor partikelnya akan beroperasi sepanjang waktu selama hampir empat tahun selama Run 3.

Hari ini setelah beroperasi 10 tahun dan sehari setelah fisikawan LHC mengumumkan penemuan terbesar mereka hingga saat ini: bukti keberadaan Higgs boson, partikel subatom yang membantu menjelaskan fenomena massa.

Tiga jenis partikel subatomik baru, yang dijelaskan hari ini selama seminar CERN, bukanlah pengungkapan pada tingkat Higgs. Tetapi mereka menyarankan bahwa LHC sedang dalam perjalanan untuk menemukan lebih banyak lagi blok bangunan alam semesta yang sebelumnya tidak diketahui.

Large Hadron Collider menghancurkan proton dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya untuk mempelajari kombinasi quark yang dikenal sebagai hadron.

“Semakin banyak analisis yang kami lakukan, semakin banyak jenis hadron eksotis yang kami temukan,” kata Niels Tuning, koordinator fisika untuk detektor LHCb Collider, dalam sebuah rilis berita. “Kami menyaksikan periode penemuan yang serupa dengan tahun 1950-an, ketika ‘Particle Zoo’ hadron mulai ditemukan dan akhirnya mengarah pada model quark dari hadron konvensional pada 1960-an. Kami sedang membuat ‘Kebun Binatang Partikel 2.0’.”

Juru bicara LHCb Chris Parkes mengatakan mempelajari kombinasi baru quark “akan membantu para ahli teori mengembangkan model terpadu hadron eksotis, yang sifat pastinya sebagian besar tidak diketahui.”

Kebanyakan hadron tidak begitu eksotis. Proton dan neutron, misalnya, terdiri dari tiga quark yang terikat bersama. (Faktanya, asal kata “quark” kembali ke baris dari “Finnegan’s Wake” oleh James Joyce: “Tiga quark untuk Muster Mark!”) Pion adalah kombinasi dua-kuark.

Kombinasi empat-quark dan lima-quark jauh lebih jarang, dan diperkirakan hanya ada sesaat sebelum meluruh menjadi berbagai jenis partikel.

Quark datang dalam enam “rasa” yang berbeda: Up, Down, Strange, Charms, Bottoms dan Top. Tim LHCb menganalisis peluruhan meson B bermuatan negatif dan melihat bukti keberadaan pentaquark yang terdiri dari quark charm dan antiquark charm, ditambah Up, Down, dan strange quark. Ini adalah pentaquark pertama yang diketahui mengandung strange quark.

Dua tetraquark yang baru diidentifikasi termasuk kombinasi “bermuatan listrik ganda” dari empat quark: quark charm, antiquark, quark Up, dan antiquark Down.

Tetraquark itu terlihat dalam kombinasi dengan rekan netralnya, yang memiliki quark charm , antiquark strange, antiquark up dan  quark down. CERN mengatakan ini adalah pertama kalinya sepasang tetraquark diamati bersama.

Beberapa model teoretis memvisualisasikan hadron eksotis sebagai unit tunggal quark yang terikat erat. Yang lain melihatnya sebagai pasangan hadron standar yang terikat secara longgar, mirip dengan cara atom terikat bersama untuk membentuk molekul.

“Hanya waktu dan lebih banyak penelitian tentang hadron eksotis yang akan mengetahui apakah partikel ini adalah satu, yang lain atau keduanya,” kata CERN.


Artikel ini awalnya diterbitkan oleh Universe Today. Baca artikel aslinya.