Hubungan Partikel Terkecil dengan Alam Semesta Luas Terungkap

Para peneliti memperkirakan hubungan antara distribusi materi di alam semesta dengan partikel terkecil kosmos dapat mengungkap Era Baru Fisika.
Foto oleh Hubble

Partikel terkecil kosmos dan distribusi materi di seluruh alam semesta, menempati skala pada ujung spektrum yang berlawanan, namun mereka saling terkait.

Dalam studi terbaru yang makalahnya telah dipublikasikan di journal Physical Review Letters, tim menyimpulkan bahwa sifat alami partikel terkecil terkait erat dengan volume alam semesta itu sendiri.

Sebenarnya, tim menganggap alam semesta sebagai sebuah akselerator partikel besar. Studi tentang distribusi material kosmik dapat menawarkan wawasan baru tentang sifat partikel mekanika kuantum.

"Observasi tentang latar belakang gelombang mikro kosmik dan struktur berskala besar telah mencapai presisi yang mengesankan, diperoleh dari informasi berharga hasil ekstrak gangguan tingkat kepadatan yang terjadi di sejarah awal alam semesta," ungkap profesor Yi Wang dari Universitas Sains dan Teknologi Hongkong kepada media.

Model Standar Fisika menggambarkan perilaku semua partikel yang telah diketahui, namun para periset yakin struktur berskala besar juga dapat mengungkap mode perilaku partikel di luar Model Standar.

Tim awalnya membangun pondasi studi dari latar belakang gelombang mikro kosmik berbasis parameter Model Standar. Mereka kemudian menggunakan algoritma tercanggih untuk mengukur distribusi spektrum pada Model Standar selama inflasi kosmik. Hasil penelitian menunjukkan jejak spektrum Model Standar yang sangat bervariasi.

"Sama seperti spektrum cahaya yang berubah saat melalui medan magnet yang kuat, spektrum partikel Model Standar ternyata sangat berbeda, pada saat inflasi kosmik dan saat ini karena latar belakang inflasi," tambah astrofisikawan Zhong-Zhi Xianyu dari Universitas Harvard.

Tim melakukan pengukuran menggunakan berbagai cara terhadap inflasi kosmik Model Standar yang telah ada, dan mendapatkan jejak spektrum Model Standar yang berbeda.

"Melalui inflasi, spektrum partikel elementer dikodekan dalam statistik distribusi materi di alam semesta, seperti galaksi dan latar belakang gelombang mikro kosmik yang kita amati hari ini," ujar ilmuwan Xingang Chen dari Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian. "Inilah penghubung antara partikel terkecil dan struktur terbesar.”

Tim hanya mengidentifikasi interaksi lemah antara kekuatan inflasi kosmik dan partikel Model Standar terkecil, namun analisis lebih lanjut dapat mengungkap anomali yang mungkin hanya dapa dijelaskan oleh model fisika baru.

"Jika beberapa partikel baru dapat menengahi interaksi antara kedua sektor ini, kita bisa berharap untuk mengamati sinyal model fisika baru yang lebih akurat," pungkas Wang. "Collider kosmologis adalah arena ideal untuk fisika baru di luar Model Standar."

Ditulis oleh: Brooks Hays, upi.com

Sumber: Scientists find link between vastness of the universe, cosmos' tiniest particles

#terimakasihgoogle