Ilmuwan Berhasil Menguak 'Kekuatan Kelima' di Alam Semesta?

Liputan6.com, California - Selama beberapa dekade, manusia mengetahui keberadaan empat kekuatan fundamental -- unsur-unsur yang membuat alam semesta bisa bertahan, yakni: gravitasi, elektromagnetisme, dan gaya nuklir, baik lemah maupun yang kuat, yang menyatukan atom-atom.

Dan, kini para ilmuwan mungkin telah menemukan kekuatan kelima -- yang mungkin menjawab pertanyaan besar para  fisikawan partikel terkait apa yang sesungguhnya bekerja di balik tabir misterius materi gelap (dark matter).

Dark matter adalah materi tidak terlihat, tidak teridentifikasi, juga tak terdeteksi, yang diyakini menjadi mayoritas -- sekitar 85 persen -- materi pembentuk alam semesta. Ia terbentuk saat jagat raya tercipta miliaran tahun lalu, dalam sebuah ledakan besar atau Big Bang.

Karena sifatnya yang tak menyerap atau memancarkan cahaya, sehingga keberadaan dark matter tak bisa dibuktikan secara langsung. Ia disebut 'gelap' bukan karena menakutkan, melainkan sifatnya yang belum bisa dijangkau pengetahuan manusia. 

"Jika benar, ini adalah temuan revolusioner," kata penulis studi, Jonathan Feng, dosen fisika dan astronomi di University of California, Irvine seperti dikutip dari situs sains LiveScience, Rabu (17/8/2016).

"Jika terkonfirmasi pada penelitian yang lebih lanjut, temuan terkait kemungkinan kekuatan kelima akan mengubah pemahaman kita terhadap alam semesta, dengan konsekuensi adanya penyatuan antara empat kekuatan (yang telah diketahui sebelumnya) dengan dark matter."

Feng dan para koleganya menganalisis data yang dikumpulkan baru-baru ini, menggunakan eksperimen fisika di  Hungarian Academy of Sciences, yang mencoba menemukan 'foton gelap' (dark photons) -- indikator hipotesis keberadaan materi gelap (dark matter) yang misterius.

Para ahli di Hungaria mendeteksi bukti menarik dari partikel subatomik yang sebelumnya tak diketahui, yang 30 kali lebih berat dari elektron. Yang diyakini sebagai 'foton gelap'.

"Eksperimen tersebut belum bisa mengklaim bahwa itu adalah sebuah kekuatan baru," kata Feng. "Para ahli hanya melihat ekses dari peristiwa yang mengindikasikan sebuah partikel baru, namun belum jelas bagi mereka apakah itu adalah partikel materi atau kekuatan yang membawa partikel."

Penelitian baru yang dilakukan Feng dan timnya menunjukkan bahwa yang ditemukan pihak Hungaria bukanlah 'dark photon' melainkan 'protophobic X boson' -- partikel aneh yang eksistensinya bisa mengindikasikan kekuatan kelima di alam semesta.

Gaya elektromagnetis berdampak pada proton dan elektron, namun partikel baru tersebut ternyata berinteraksi hanya dengan proton dan neutron, dalam jarak teramat pendek.

"Tak ada boson lain yang telah diamati, yang memiliki karakteristik serupa," kata penulis lain, Timothy Tait, yang juga dosen fisika dan astronomi di UC-Irvine. "Terkadang kami menyebutnya sebagai 'X boson', 'X' berarti tak diketahui.

Kekuatan kelima mungkin terkait dengan elektromagnetis dan kekuatan nuklir -- kuat atau lemah, sebagai 'manifestasi kekuatan yang lebih besar dan fundamental'," kata Feng.

Ia menambahkan, materi 'normal' dan kekuatan alam semesta memiliki sektor 'gelap' yang paralel -- yang memiliki materi dan kekuatannya sendiri.

"Ada kemungkinan bahwa kedua sektor ini 'berbicara' satu sama lain dan berinteraksi satu sama lain melalui interaksi agak terselubung namun mendasar," kata Feng.

"Sektor gelap ini dapat memanifestasikan dirinya sebagai kekuatan protophobic -- yang kita lihat sebagai hasil dari eksperimen Hungaria. Dalam arti yang lebih luas, cocok dengan riset yang bertujuan untuk memahami sifat materi gelap."

Meski spekulasi tersebut menarik, namun peneliti menekankan bahwa itu baru interpretasi awal. Penelitian lebih lanjut dan eksperimen diperlukan untuk memperkuat hipotesis tersebut. Partikel tersebut juga seharusnya diamati dalam akselerator.

Kabar baiknya, kata Feng, banyak ilmuwan yang bisa menindaklanjuti temuan tersebut.

"Karena partikel baru tersebut begitu ringan, ada banyak kelompok eksperimen bekerja di laboratorium kecil di seluruh dunia yang dapat menindaklanjuti klaim awal. Dan sekarang mereka tahu di mana mencarinya," ucap Feng.