Ketika alam semesta muncul sekitar 13,7 miliar tahun lalu, Big Bang menghasilkan partikel materi dan antimateri dalam pasangan cermin. Jadi teori fisika yang berkuasa berlaku.
Namun semua yang bisa kita lihat di Kosmos hari ini, dari serangga terkecil di Bumi hingga bintang terbesar, terbuat dari partikel materi dimana kembarannya antimateri tidak dapat ditemukan.
Fisikawan di laboratorium partikel bawah tanah besar Eropa mengatakan mereka telah mengambil langkah lebih dekat untuk memecahkan misteri melalui pengamatan tak terkira dari partikel antimateri yang mereka tempa di laboratorium – sebuah atom “antihidrogen”.
“Yang kami cari adalah (untuk melihat) jika hidrogen dalam bentuk materi dan antihidrogen dalam antimateri berperilaku dengan cara yang sama,” kata Jeffrey Hangst dari percobaan ALPHA di Organisasi Eropa untuk Penelitian Nuklir (CERN).
Penemuan, bahkan perbedaan sekecil apa pun dapat membantu menjelaskan perbedaan materi-antimateri yang tampak dan akan mengguncang Model Standar fisika — teori arus utama partikel fundamental yang membentuk Alam Semesta dan kekuatan yang mengaturnya.
Tapi, agak mengecewakan, yang terbaru, “tes paling tepat sampai saat ini”, tidak menemukan perbedaan antara perilaku atom hidrogen dan atom antihidrogen. Belum.
“Sejauh ini, mereka terlihat sama,” kata Hangst dalam video yang disiapkan oleh CERN.
Model Standar, yang menggambarkan susunan dan perilaku Alam Semesta yang terlihat, tidak memiliki penjelasan untuk antimateri yang “hilang”.
Secara luas diasumsikan bahwa Big Bang menghasilkan pasangan partikel materi-antimateri dengan massa yang sama tetapi muatan listrik yang berlawanan.
Masalahnya, sesaat setelah partikel-partikel ini bertemu, mereka saling memusnahkan satu sama lain, tidak meninggalkan apa pun kecuali energi murni — prinsip yang menggerakkan pesawat luar angkasa khayalan di “Star Trek”.
Fisikawan percaya materi dan antimateri bertemu dan meledak tak lama setelah Big Bang, yang berarti Semesta saat ini seharusnya tidak mengandung apa pun kecuali energi sisa.
Namun, para ilmuwan mengatakan bahwa materi, yang menyusun segala sesuatu yang dapat kita sentuh dan lihat, terdiri dari 4,9 persen Alam Semesta.
Materi gelap — substansi misterius yang dirasakan melalui tarikan gravitasinya pada objek lain — mencapai 26,8 persen dari Kosmos, dan energi gelap tersisa 68,3 persen.
Antimateri, untuk semua maksud dan tujuan, tidak ada, kecuali untuk partikel langka dan berumur pendek yang dibuat dalam peristiwa berenergi sangat tinggi seperti sinar kosmik, atau diproduksi di CERN.
Beberapa fisikawan teoretis meyakini bahwa antimateri yang “hilang” dapat ditemukan di wilayah yang sampai sekarang tidak diketahui di alam semesta — dalam anti-galaksi yang terdiri dari anti-bintang dan anti-planet.
Di ALPHA, fisikawan berusaha mengurai misteri menggunakan atom materi sederhana — hidrogen. Ia memiliki elektron tunggal yang mengorbit satu proton.
Tim menciptakan partikel cermin hidrogen dengan mengambil antiproton yang tersisa dari tabrakan partikel energi tinggi CERN dan mengikatnya dengan positron (kembaran elektron).
Atom antihidrogen yang dihasilkan ditahan dalam perangkap magnetik untuk mencegah mereka bersentuhan dengan materi dan penghancuran diri.
Tim kemudian mempelajari reaksi atom terhadap sinar laser.
Atom dari berbagai jenis materi menyerap frekuensi cahaya yang berbeda, dan sesuai di bawah teori yang berlaku, hidrogen dan antihidrogen seharusnya menyerap jenis yang sama.
Sejauh ini, tampaknya memang demikian.
Tetapi tim akan berharap agar perbedaan muncul saat eksperimen telah disempurnakan.
“Meskipun presisi masih kurang untuk hidrogen biasa, kemajuan pesat yang dibuat oleh ALPHA menunjukkan presisi seperti hidrogen dalam antihidrogen (pengukuran) … sekarang dalam jangkauan,” kata Hangst.
