Tim Peneliti Internasional Temukan Hipernukleus Antimateri Terberat di AS

Berita Baru, Beijing – Sebuah tim peneliti gabungan, yang terdiri dari fisikawan China dan internasional, berhasil mengamati hipernukleus antimateri baru menggunakan penumbuk ion berat (heavy ion collider) di Amerika Serikat (AS), yang menandai sebuah langkah penting dalam eksplorasi antimateri.

Antihiperhidrogen-4, yang hingga saat ini merupakan hipernukleus antimateri terberat yang teramati dalam berbagai eksperimen, ditemukan oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Institut Fisika Modern (Institute of Modern Physics/IMP) yang berada di bawah naungan Akademi Ilmu Pengetahuan China (Chinese Academy of Sciences/CAS). Studi ini telah diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal akademik Nature, seperti dikutip dari laman Xinhua News pada Jumat (23/8/2024).

Ilmu fisika saat ini mengasumsikan bahwa sifat-sifat materi dan antimateri bersifat simetris, dan jumlah materi dan antimateri adalah setara pada saat alam semesta lahir. Untungnya, beberapa mekanisme fisika misterius menyebabkan sedikit asimetri di alam semesta awal. Setelah sebagian besar materi dan antimateri saling memusnahkan, sekitar satu dari 10 miliar partikel materi bertahan, kemudian membentuk dunia materi yang kita lihat sekarang ini, jelas para ilmuwan.

“Apa yang menyebabkan perbedaan jumlah materi dan antimateri di alam semesta? Untuk menjawab pertanyaan ini, pendekatan yang penting adalah menciptakan antimateri baru di laboratorium dan mempelajari sifat-sifatnya,” kata Qiu Hao, seorang peneliti dari IMP.

Di dunia saat ini yang didominasi oleh materi, antimateri sangat jarang ditemukan karena mudah musnah dengan materi di sekitarnya. Nukleus antimateri dan hipernukleus antimateri bahkan jauh lebih sulit untuk dihasilkan. Sejak para ilmuwan memprediksi keberadaan antimateri pada 1928, hanya enam jenis (hiper) nukleus antimateri yang telah ditemukan, kata Qiu.

Antihiperhidrogen-4 yang baru ditemukan diproduksi di Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) di AS. RHIC dapat mempercepat berkas ion berat hingga mendekati kecepatan cahaya dan membuatnya bertumbukan. Tumbukan ini menyimulasikan kondisi alam semesta awal di laboratorium, menghasilkan bola api dengan suhu beberapa triliun derajat, yang mengandung materi dan antimateri dalam jumlah yang kurang lebih sama. Ketika bola api mengembang dan mendingin dengan cepat, sebagian antimateri lolos dari pemusnahan dengan materi dan terdeteksi oleh detektor bernama STAR.

“Setelah menganalisis data eksperimental dari sekitar 6,6 miliar peristiwa tumbukan ion berat, kami merekonstruksi antihiperhidrogen-4 dari produk peluruhannya,” kata Wu Junlin, seorang mahasiswa PhD di IMP.

Para peneliti juga mengukur masa hidup (lifetime) antihiperhidrogen-4, dan tidak menemukan perbedaan signifikan dari partikel hiperhidrogen-4 di dalam presisi pengukuran. Hal ini lebih lanjut membuktikan kesimetrisan antara sifat materi dan antimateri.