Pada 12 Julai 2018, saintis di IceCube Neutrino Observatory mengumumkan penemuan neutrino bertenaga tinggi. Penemuan ini sekali lagi mengesahkan kebenaran ahli fizik yang paling terkenal pada abad kedua puluh.
Malah zarah hantu misteri, hampir tidak berinteraksi dengan perkara biasa, mengikuti teori relativiti umum, sekali lagi mengesahkan kebenaran Einstein. Sehingga kini, zarah subatom bertenaga tinggi ini memberikan bukti terbaik untuk prinsip Lorentz.
Prinsip Lorentz adalah tonggak teori relativiti Einstein, yang menyatakan bahawa semua objek mengikuti undang-undang fizik selagi ia bergerak dengan kelajuan yang tetap. Menurut satu aspek teori relativiti, semua objek mengamati kelajuan cahaya yang sama, walaupun objek itu sendiri bergerak pada kelajuan yang berbeza. Seorang angkasawan bergerak dengan kecepatan sejuta kilometer per jam akan melihat kecepatan cahaya yang sama dengan siput yang merangkak jalan di sebuah desa. Mereka akan melihat cahaya bergerak dengan kelajuan 299.792 kilometer sesaat.
Namun, saintis tidak berhenti menguji teori relativiti Einstein sejak 1905, sejak pertama kali menerbitkannya. Pada tahun 1950-an, ketika neutrino ditemui, beberapa pakar bertanya-tanya apakah zarah yang tidak terisi mematuhi prinsip Lorentz. Para penyelidik tertanya-tanya apakah kekuatan misteri yang disebut pelanggaran Lorentz dapat membuat objek ini mengubah tingkah laku mereka, menyangkal teori Einstein.
Nisbah kebarangkalian peralihan neutrino menegak ke mendatar di balai es IceCube / The IceCube Collaboration.
Dalam kajian baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature Physics, para saintis di Massachusetts Institute of Technology di Cambridge dan IceCube Collaboration di Amundsen-Scott Station di Kutub Selatan telah mendapati bahawa bahkan neutrino mematuhi teori relativiti.
Setelah menganalisis data yang dikumpulkan selama dua tahun oleh pengesan neutrino IceCube, seberat satu gigaton, para penyelidik menyimpulkan bahawa tidak ada anomali yang dapat menunjukkan bahawa neutrino mengabaikan undang-undang Einstein.
"Kami mencari penyimpangan yang melanggar Lorentz, tetapi kami tidak dapat menemui," kata pengarang utama, profesor fizik di MIT. "Ini menutup buku mengenai kemungkinan pelanggaran Lorentz untuk sejumlah neutrino bertenaga tinggi untuk waktu yang sangat lama."
Video promosi:
Dengan mengikuti prinsip Lorentz, para penyelidik dapat meramalkan sejauh mana neutrino dari jisim tertentu akan berayun. Ini bermaksud bahawa neutrino mesti menempuh jarak tertentu sebelum menjadi muon. Sebarang penyimpangan dari prinsip ini akan cukup untuk mengubah teori relativiti Einstein, sekurang-kurangnya pada tahap neutrino.
Walau bagaimanapun, kedua-dua kajian ini dan hasilnya menjadi penemuan yang luar biasa dalam dunia sains, kerana untuk pertama kalinya para penyelidik berpeluang mempelajari neutrino bertenaga tinggi di Bumi. Dan sekiranya pelanggaran Lorentz berlaku, maka ia akan mudah dikesan pada tenaga tinggi seperti itu.
"Kami dapat menentukan sempadan bidang hipotetis ini, yang jauh lebih tepat daripada semua yang sebelumnya," kata Konrad.
Vladimir Mirny
