Pada 12 Juli 2018, para ilmuwan di IceCube Neutrino Observatory mengumumkan penemuan neutrino berenergi tinggi. Penemuan ini sekali lagi menegaskan kebenaran dari fisikawan paling terkenal di abad ke-20.
Bahkan partikel hantu misterius, yang hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa, mengikuti teori relativitas umum, sekali lagi menegaskan kebenaran Einstein. Sampai saat ini, partikel subatom berenergi tinggi ini memberikan bukti terbaik untuk prinsip Lorentz.
Prinsip Lorentz adalah landasan teori relativitas Einstein, yang menyatakan bahwa semua benda mengikuti hukum fisika selama mereka bergerak dengan kecepatan konstan. Menurut salah satu aspek teori relativitas, semua benda mengamati kecepatan cahaya yang sama, bahkan jika benda itu sendiri bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Seorang astronot yang bergerak dengan kecepatan satu juta kilometer per jam akan mengamati kecepatan cahaya yang sama seperti siput yang merayap di jalan setapak di desa. Mereka akan mengamati cahaya yang bergerak dengan kecepatan 299.792 kilometer per detik.
Namun, para ilmuwan tidak berhenti menguji teori relativitas Einstein sejak 1905, sejak dia pertama kali menerbitkannya. Pada 1950-an, ketika neutrino ditemukan, beberapa ahli bertanya-tanya apakah partikel yang tidak bermuatan mematuhi prinsip Lorentz. Para peneliti bertanya-tanya apakah kekuatan misterius yang disebut pelanggaran Lorentz dapat membuat objek ini mengubah perilaku mereka, menyangkal teori Einstein.
Rasio probabilitas transisi neutrino vertikal ke horizontal di observatorium IceCube / The IceCube Collaboration.
Dalam studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature Physics, para ilmuwan di Massachusetts Institute of Technology di Cambridge dan IceCube Collaboration di Stasiun Amundsen-Scott di Kutub Selatan telah menemukan bahwa bahkan neutrino mematuhi teori relativitas.
Setelah menganalisis data yang dikumpulkan selama dua tahun oleh detektor neutrino IceCube satu gigaton, para peneliti menyimpulkan bahwa tidak ada anomali yang ditemukan yang menunjukkan bahwa neutrino mengabaikan hukum Einstein.
"Kami mencari penyimpangan yang melanggar Lorentz, tetapi kami tidak dapat menemukannya," kata penulis utama, profesor fisika di MIT. "Ini menutup buku tentang kemungkinan pelanggaran Lorentz untuk sejumlah neutrino energi tinggi untuk waktu yang sangat lama."
Video promosi:
Dengan mengikuti prinsip Lorentz, para peneliti dapat memprediksi sejauh mana neutrino dari massa tertentu akan berosilasi. Artinya, neutrino harus menempuh jarak tertentu sebelum menjadi muon. Setiap penyimpangan dari prinsip ini akan cukup untuk mengubah teori relativitas Einstein, setidaknya pada tingkat neutrino.
Namun, studi ini dan hasilnya menjadi penemuan yang luar biasa di dunia sains, karena untuk pertama kalinya para peneliti mendapat kesempatan untuk mempelajari neutrino berenergi tinggi di Bumi. Dan jika pelanggaran Lorentz terjadi, maka akan sangat mudah dideteksi pada energi setinggi itu.
"Kami mampu menentukan batas-batas bidang hipotetis ini, yang jauh lebih akurat daripada semua yang sebelumnya," kata Konrad.
Vladimir Mirny
