Fisikawan telah menemukan partikel misterius dari awal waktu yang terbentuk di Large Hadron Collider (LHC), pemercepat partikel berenergi tinggi terbesar di dunia. Partikel X ini disebut-sebut berasal dari detik-detik pertama pembentukan semesta.
Dalam sepersejuta pertama detik setelah peristiwa Big Bang, alam semesta dipenuhi partikel elementer seperti quark dan gluon, yang membentuk kombinasi tak terhitung sebelum mendingin dan mengendap ke dalam konfigurasi yang lebih stabil untuk membuat neutron dan proton menjadi materi biasa.
Sebelum mendingin, sebagian kecil dari quark dan gluon ini bertabrakan secara acak untuk membentuk partikel X berumur pendek. Dinamakan partikel X, karena strukturnya misterius dan tidak diketahui.
Dikutip dari 9News, kini fisikawan telah menemukan bukti partikel misterius tersebut. Tim menggunakan teknik pembelajaran mesin untuk menyaring lebih dari 13 miliar tabrakan ion berat, yang masing-masing menghasilkan puluhan ribu partikel bermuatan.
Di tengah lautan partikel berenergi tinggi yang sangat padat ini, para peneliti mampu menemukan sekitar 100 partikel X. Hasilnya, yang diterbitkan minggu ini di Physical Review Letters, menandai pertama kalinya para peneliti mendeteksi partikel X dalam plasma quark-gluon, yaitu lingkungan yang mereka prediksi akan menerangi struktur partikel yang belum diketahui.
"Ini hanyalah awal dari cerita," kata penulis utama studi Associate Professor Yen-Jie Lee dari Massachusetts Institute of Technology.
"Kami telah menunjukkan bahwa kami dapat menemukan sinyal. Dalam beberapa tahun ke depan kami ingin menggunakan plasma quark-gluon untuk menyelidiki struktur internal partikel X, yang dapat mengubah pandangan kami tentang jenis bahan apa yang dihasilkan alam semesta," sambungnya.
Rekan penulis studi ini adalah anggota CMS Collaboration, tim ilmuwan internasional yang mengoperasikan dan mengumpulkan data dari Compact Muon Solenoid, salah satu detektor partikel LHC.
Partikel dalam plasma
Peneliti menyebut, blok bangunan dasar materi ini adalah neutron dan proton, yang masing-masing terbuat dari tiga quark yang terikat erat.
"Selama bertahun-tahun kami berpikir bahwa untuk beberapa alasan, alam telah memilih untuk menghasilkan partikel yang hanya terbuat dari dua atau tiga quark," kata Profesor Lee.
Baru-baru ini, fisikawan mulai melihat tanda-tanda "tetraquark" eksotis, yaitu partikel yang terbuat dari kombinasi langka empat quark.
Para ilmuwan menduga bahwa partikel X yang baru-baru ini diamati, yang dijuluki X (3872), adalah tetraquark kompak atau jenis molekul yang sama sekali baru yang terbuat dari bukan atom tetapi dua meson yang terikat longgar, atau partikel subatom yang dibuat dari dua quark.
Dalam satu atau dua tahun ke depan, para peneliti berencana untuk mengumpulkan lebih banyak data, yang akan membantu menjelaskan struktur partikel X. Jika partikelnya adalah tetraquark yang terikat erat, ia harus meluruh lebih lambat dibandingkan jika itu adalah molekul yang terikat longgar.
Kini, tim telah menunjukkan partikel X dapat dideteksi dalam plasma quark-gluon. Mereka berencana menyelidiki partikel ini dengan plasma quark-gluon secara lebih rinci, untuk menentukan struktur partikel X.
"Saat ini data kami konsisten dengan keduanya karena kami belum memiliki statistik yang cukup. Dalam beberapa tahun ke depan kami akan mengambil lebih banyak data sehingga kami dapat memisahkan dua skenario ini," kata Profesor Lee.
"Itu akan memperluas pandangan kita tentang jenis partikel yang diproduksi secara melimpah di awal pembentukan alam semesta awal," tutupnya.
Simak juga 'NASA Sebut Teleskop James Webb Bakal Ungkap Rahasia Semesta':
(rns/rns)