Pertama, Ilmuwan Temukan Partikel Langka di Bawah Gunung Italia

Suara.com - Para fisikawan menemukan partikel langka langka, yang diproduksi oleh sejenis fusi aneh di dalam Matahari untuk pertama kalinya.

Partikel-partikel yang disebut neutrino yang diproduksi CNO melakukan perjalanan dari Matahari ke detektor yang terkubur dalam di bawah gunung di Italia. Penemuan ini memberikan pemahaman bagi para ilmuwan untuk memahami reaksi nuklir yang memicu Matahari.

"Dengan hasil ini, Borexino (eksperimen fisika partikel untuk mempelajari neutrino surya energi rendah) benar-benar telah membongkar dua proses yang mendorong kekuatan Matahari," kata Gioacchino Ranucci, fisikawan di Institut Nasional Italia untuk Fisika Nuklir di Milan, seperti dikutip dari Space.com, Selasa (28/7/2020).

Dua jenis reaksi fusi nuklir terjadi di inti Matahari. Pertama dan yang paling umum adalah fusi proton-proton, di mana proton berfusi untuk mengubah hidrogen menjadi helium. Para ilmuwan memprediksi reaksi seperti itu menghasilkan 99 persen energi Matahari.

Reaksi yang paling jarang, fusi nuklir yang terjadi melalui proses enam langkah yang disebut siklus CNO, di mana hidrogen menyatu menjadi helium menggunakan karbon (C), nitrogen (N), dan oksigen (O). Fusi proton dan siklus CNO menciptakan berbagai jenis neutrino, partikel subatom yang hampir tak bermassa dan dapat melewati materi biasa.

Fisikawan secara rutin mendeteksi neutrino yang diciptakan selama proses proton-proton. Namun pada 23 Juni, pada Pertemuan Virtual Neutrino 2020, para ilmuwan dari detektor Borexino Italia mengumumkan bahwa mereka telah mendeteksi neutrino surya yang diproduksi CNO untuk pertama kalinya.

Eksperimen Borexino bawah tanah di Laboratori Nazionali del Gran Sasso, dekat Kota L'Aquila, Italia, dirancang untuk mempelajari interaksi neutrino yang sangat langka tersebut.

Detektor Borexino terdiri dari tangki setinggi sekitar 18 meter yang berisi 280 ton cairan berkilau, yang memancarkan cahaya ketika elektron dalam cairan berinteraksi dengan neutrino. Kilatan terang, yang menunjukkan energi lebih tinggi, lebih cenderung berasal dari neutrino yang diproduksi CNO.

Terkubur jauh di bawah tanah dan berselubung dalam tangki air, tangki internal Borexino dilapisi dengan detektor sensitif yang sangat terisolasi dari radiasi latar belakang dari sinar kosmik yang ada di permukaan Bumi. Tanpa pelindung ini, sinyal lain akan menenggelamkan sinyal langka yang datang dari CNO neutrino.

Membandingkan pengamatan neurtino CNO dengan jumlah neutrino proton-proton yang diamati, akan membantu mengungkapkan seberapa banyak Matahari terdiri dari unsur-unsur yang lebih berat daripada hidrogen seperti karbon, nitrogen, dan oksigen.

Hasil saat ini menunjukkan signifikasi lebih besar dari 5 sigma dengan tingkat kepercayaan lebih besar dari 99 persen, yang berarti hanya ada peluang 1 banding 3,5 juta bahwa sinyal diproduksi oleh fluktuasi secara acak, daripada proses CNO.

Kolaborasi internasional Borexino terdiri dari para ilmuwan dari Italia, Perancis, Jerman, Polandia, Rusia, dan tiga universitas dari Amerika Serikat, Princeton, Virginia Tech, dan University of Massachusetts di Amherst.