Takaaki Kajita (kiri) dan Arthur B McDonald, peraih Nobel Fisika 2015.Pengumuman keberhasilan keduanya meraih nobel diumumkan di Nobel Forum, Institute Karolinska, Stockholm, Swedia, pada Selasa (6/8/2015) sore ini.
"Penemuan (kedua fisikawan) telah mengubah pemahaman kita tentang cara kerja materi dan krusial dalam cara kita memandang alam semesta," demikian diungkapkan panitia nobel dalam pernyataannya.
Penelitian McDonald dan Kajita menunjukkan, metamorfosis tidak hanya terjadi pada kupu-kupu dan katak, perubahan karakter tidak hanya terjadi pada hewan macam bunglon.
Partikel elementer seperti neutrino juga mengalami perubahan karakter. Partikel inilah kupu-kupu dalam dunia kuantum, bunglon dalam "semesta" partikel.
Metamorfosis kuantum
Kajita berhak meraih nobel berkat hasil penelitian selama bertahun-tahun yang dilakukan di fasilitas Super-Kamiokande di Tokyo, Jepang.
Super-Kamiokande adalah detektor raksasa yang dibangun pada 1.000 meter di bawah permukaan tanah. Fasilitas itu terdiri dari tangki setinggi 40 meter yang berisi air sebanyak 50.000 ton.
Air dalam fasilitas tersebut begitu murni sehingga cahaya bisa menembus kedalaman 70 meter sebelum intensitasnya berkurang hingga setengahnya. Dalam air kolam renang biasa, intensitas akan melemah setelah beberapa meter.
Tangki memiliki 11.000 detektor cahaya di bagian atas, samping, dan bawah. Tugas detektor adalah mendeteksi adanya letupan yang dikenal sebagai "Cherenkov light", tanda bahwa neutrino berinteraksi dengan partikel dalam air.
Diuraikan dalam keterangan di situs Penghargaan Nobel, Selasa (6/10/2015), partikel neutrino yang ditangkap oleh detektor itu tercipta dari hasil interaksi sinar kosmos dengan atmosfer bumi.
Selama dua tahun beroperasi, fasilitas Super-Kamiokande telah mampu menangkap 5.000 sinyal neutrino. Terkesan banyak, tetapi sebenarnya sedikit dalam ukuran kosmos.
Dari analisisnya, Kajita menduga bahwa neutrino yang bisa dihasilkan oleh matahari dan bergerak ke bumi akan mengalami perubahan sepanjang perjalanannya.
Dia menyimpulkan bahwa neutrino mengalami perubahan "rasa", ada "muon neutrino", "elektron neutrino", dan "tau neutrino".
Ilustrasi tiga sifat neutrinoTeka-teki bahwa neutrino mengalami perubahan sifat juga terungkap lewat riset McDonald di Sudbury Neutrino Observatory di Kanada yang dimulai awal 2000-an.
Fasilitas itu memiliki 9.500 detektor dengan tank berisi air berat. Air berat berbeda dengan air biasa karena bukan tersusun atas hidrogen, melainkan deuterium.
Di fasilitas ini, neutrino yang dideteksi adalah yang berasal dari matahari, menempuh jarak 150 juta kilometer hingga fasilitas riset ini.
McDonald dalam proyeknya hanya mengukur jumlah "elektron neutrino" serta jumlah total neutrino. "Elektron neutrino" adalah jenis yang berasal dari matahari.
Dengan hanya mengukur jumlah "elektron neutrino" saja, McDonald akan bisa mengungkap apakah ada neutrino yang mengalami perubahan.
Detektor hanya berhasil menangkap sepertiga dari "elektron neutrino' yang seharusnya. Sementara itu, dua pertiga lainnya menghilang.
Namun, ketika dijumlah, jumlahnya sama dengan neutrino yang seharusnya. Jadi, bisa dikonfirmasi bahwa neutrino memang mengalami perubahan.
Terungkapnya teka-teki
Penemuan ini mengubah pandangan ilmuwan tentang neutrino. Pertama, jelas bahwa dua penelitian tersebut menunjukkan adanya metamorfosis kuantum.
Di sisi lain, ada teori bahwa neutrino hanya bisa bermetamorfosis bila memiliki massa. Riset ini membuktikan bahwa walau belum bisa mengukur, dapat dikonfirmasi bahwa neutrino punya massa.
Selain itu, temuan juga melengkapi Model Standar Fisika Partikel yang sangat penting untuk menguraikan asal-usul alam semesta.
Dugaan bahwa neutrino mengalami perubahan sendiri sudah diungkapkaan oleh fisikawan Italia, Bruno Pontecorvo, pada tahun 1950-an. Kini akhirnya teka-teki itu terungkap.
Neutrino merupakan partikel yang ada pada tempat yang jauh tiap bintang, ruang angkasa, hingga supernova. Namun, neutrino juga ada di tempat dekat dengan kita, bahkan mengalir di dalam kita tanpa disadari. Neutrino dikatakan partikel yang semelimpah foton, penyusun cahaya.
Eksistensi neutrino pertama kali ditemukan oleh Wolfgang Pauli. Kala itu, dia masih menyebut neutrino sebagai partikel misterius karena belum diketahui identitasnya.
Hingga pada tahun 1938, fisikawan Enrico Fermina memperkenalkan teori bahwa energi bisa dibawa oleh partikel-partikel kecil. Partikel itu salah satu di antaranya neutrino.
McDonald mengatakan bahwa dia bahagia dengan penghargaan yang diterimanya. Namun, dia tidak tahu bagaimana akan menghabiskan uangnya.
Ia mengatakan, "Ada momen eureka saat melihat bahwa neutrino tampak berubah dari tipe satu ke lainnya selama perjalanan ke bumi."
Kajita tidak ditelepon saat konferensi pers di Stockholm yang disiarkan secara langsung lewat YouTube dan situs penghargaan nobel.komps
