Intip Laboratorium Bawah Tanah Terdalam Punya China! Bakal Cari Rahasia Materi Gelap Alam Semesta
ANTARIKSA -- Dark matter atau materi gelap, substansi tak terlihat yang entah bagaimana menyusun lebih dari 80 persen dari semua materi di alam semesta adalah fenomena yang membuat frustrasi para ilmuwan. Meskipun telah dicari selama beberapa dekade, dan memberikan petunjuk bahwa memang ada, dark matter belum pernah dideteksi secara langsung.
Namun, sekarang, Laboratorium Bawah Tanah China Jinping (CJPL) akan membawa para ilmuwan satu langkah lebih maju dalam mencari materi gelap. CJPL dinobatkan sebagai fasilitas bawah tanah terbesar dan terdalam di dunia setelah fase upgrade-nya. Laboratorium ini mulai beroperasi pada awal Desember tahun lalu.
Dibangun di dalam terowongan di bawah Pegunungan Jinping di Provinsi Sichuan, China, lab ini terkubur di bawah 2.400 meter batu. Alasan untuk lokasi yang dalam dan sepi adalah karena banyak batu dapat mengurangi kebisingan latar belakang yang ditemukan dalam data dark matter.
Menyebar di seluruh 330.000 meter kubik, fasilitas baru yang sangat besar ini menjadi rumah bagi dua detektor dark matter yang telah di-upgrade. Laboratorium ini juga memiliki akses yang luar biasa.
"Seseorang bisa mengemudikan bus ke gua-gua itu," kata Wick Haxton, seorang profesor fisika di University of California, Berkeley, yang telah mengunjungi CJPL-II serta laboratorium aslinya, dilansir dari Space.
Aspek impresif ini "membuat konstruksi fasilitas besar di bawah tanah lebih murah dan lebih efisien," kata Haxton.
Mendeteksi yang tak terlihat
Para ilmuwan berpikir bahwa dark matter yang meresap di alam semesta kita tidak mengalami banyak interaksi seperti partikel bermuatan, seperti proton dan elektron. Artinya partikel yang diyakini membentuk substansi misterius tersebut bisa saja meluncur langsung melalui batuan Bumi dan melewati detektor yang terletak bahkan di bawah permukaan di laboratorium Jinping China.
Karakteristik kunci dari dark matter adalah bahwa materi itu tidak berinteraksi dengan cahaya, tidak seperti materi "normal," atau baryonik, yang terdiri dari proton dan elektron. Itulah mengapa materi gelap sepenuhnya tak terlihat bagi kita.
Di lab, para ilmuwan berharap partikel dark matter potensial akan bertabrakan dengan materi dalam detektor yang dirancang untuk mengidentifikasi partikel-partikel yang sulit ditemui ini.
Di Jinping, pencarian ini dipimpin oleh dua eksperimen dark matter, yang dinamai Eksperimen Xenon Partikel dan Astrofisika (PandaX) dan Eksperimen Dark Matter China (CDEX).
Partikel dark matter potensial yang bertabrakan dengan atom-atom xenon cair yang dipertahankan oleh detektor PandaX akan diidentifikasi oleh sensor sebagai kilatan cahaya. Sementara itu, detektor germanium CDEX yang lebih sensitif akan mengidentifikasi partikel misterius ini sebagai sinyal listrik.
Ide dari ini adalah bahwa jika hampir setiap partikel dark matter melintas melewati detektor, setidaknya satu akan secara tidak sengaja berkontak dengan salah satunya.
Secara khusus, para detektor sedang mencari kandidat dark matter utama yang disebut WIMPS (singkatan dari weakly interacting massive particles). Ini adalah sebuah kelas partikel hipotetis yang diprediksi lebih dari tiga puluh tahun yang lalu yang telah lolos dari eksperimen yang paling sensitif sejauh ini.