Pertukaran Identitas di Ruang Angkasa Dalam

Melalui simulasi komputer kompleks, para ilmuwan telah mereproduksi jaringan kosmik dan medan magnetnya.
Kredit: Vazza F., Bruggen M. Gheller, C., Wang P.

Dengan mereproduksi kompleksitas kosmos melalui simulasi yang belum pernah dilakukan sebelumnya, studi terbaru menyorot pentingnya karakteristik foton berenergi tinggi. Saat merambat melalui medan magnet antargalaksi, foton dapat berubah menjadi axion, sehingga mampu menyelamatkan diri dari proses yang akan menyerapnya.

Foton adalah partikel elementer dalam fenomena elektromagnetik. Biasanya foton dianggap sebagai pembawa radiasi elektromagnetik, seperti cahaya, gelombang radio dan sinar-X. Foton berbeda dengan partikel elementer lain seperti elektron dan quark karena tidak memiliki massa, dan di dalam ruang hampa foton selalu merambat secepat cahaya. Sedangkan axion adalah partikel subatometik hipotetis massa rendah dan energi yang dapat dibuktikan melalui sifat-sifat tertentu dari gaya yang kuat.

Seperti adegan film thriller menegangkan yang penuh dengan upaya cerdas untuk menyelamatkan diri, foton dari sumber cahaya jauh, seperti dari sumber yang bersinar terang, diketahui dapat terus menjalani pertukaran identitas saat merambat melalui alam semesta. Jadi, partikel yang sangat kecil ini dapat meloloskan diri dari musuh, yang jika bertemu akan segera memusnahkannya. Biasanya, foton berenergi sangat tinggi (sinar gamma) harus "bertabrakan" dengan emisi cahaya latar belakang yang dipancarkan oleh galaksi jauh dan bertranformasi menjadi sepasang partikel materi dan anti materi, sebagaimana digambarkan oleh Teori Relativitas. Untuk alasan ini, sumber sinar gamma berenergi sangat tinggi seharusnya tampak kurang terang dibandingkan dengan yang telah diamati dalam banyak kasus.

Penjelasan yang dirasa masuk akal untuk anomali mengejutkan ini, partikel foton cahaya berubah menjadi partikel subatomik hipotesis yang lemah, yaitu axion, yang kemudian akan berubah kembali menjadi foton, semuanya disebabkan karena interaksinya dengan medan magnet. Sebagian foton akan meloloskan diri dari interaksi dengan cahaya latar belakang antargalaksi yang akan membuatnya menghilang. Pentingnya proses ini ditekankan oleh makalah studi yang dipublikasikan di Physical Review Letters, yang telah menciptakan model kosmik sangat halus dari jaringan filamen yang terdiri dari gas dan materi gelap di seluruh alam semesta beserta medan magnetnya. Efek ini sekarang menunggu perbandingan dengan data yang diperoleh secara eksperimental oleh teleskop generasi baru Cherenkov Telecope Array.

Melalui simulasi komputer kompleks yang belum pernah dilakukan sebelumnya di CSCS Supercomputing Center di Lugano, para ilmuwan telah mereproduksi “jaringan kosmik” dan medan magnet terkait, untuk mempelajari teori bahwa foton dari sumber cahaya diubah menjadi axion, partikel elementer hipotetis, saat berinteraksi dengan medan magnet ektragalaktik. Axion kemudian bisa berubah kembali menjadi foton melalui proses interaksi dengan medan magnet lainnya.

Para peneliti, Daniele Montanino, Franco Vazza, Alessandro Mirizzi dan Matteo Viel menulis, "Foton yang bersumber dari objek bercahaya hilang saat bertemu dengan extragalactic background light (EBL). Tetapi, proses menuju perubahan itulah yang digambarkan dalam teori ini dan akan menjelaskan penyebabnya, termasuk tambahan informasi penting tentang proses yang terjadi di alam semesta, bahwa benda-benda langit jauh lebih terang dari yang diperkirakan saat diamati di Bumi. Perubahan semacam ini memungkinkan sejumlah besar foton untuk mencapai Bumi."

Berkat medan magnet dalam jumlah besar di simulasi filamen jaringan kosmik, fenomena pertukaran identitas akan tampak jauh lebih relevan daripada yang diperkirakan oleh model-model sebelumnya: "Simulasi kami mereproduksi gambaran struktur kosmos yang sangat realistis. Dari apa yang telah kami amati, gambaran tentang penyebaran jaringan kosmik akan meningkatkan kemungkinan transformasi ini."

Untuk menindaklanjuti studi, tim akan membandingkan hasil simulasi dengan data eksperimen yang dikumpulkan oleh Cherenkov Telescope Array Observatories, yang ditempatkan di Kepulauan Canary dan Chili. Kedua observatorium akan mempelajari alam semesta melalui sinar gamma berenergi sangat tinggi.

Sumber: Exchanges of identity in deep space

#terimakasihgoogle