Penemuan Nutrino Bermassa dan Dampak bagi Ilmu Fisika

Neutrino, atau neutron kecil, adalah suatu nama yang diberikan oleh
fisikawan dan pemenang hadiah Nobel terkenal dari Jerman: Wolfgang Pauli.
Neutrino adalah partikel yang sangat menarik perhatian para fisikawan
karena kemisteriusannya. Neutrino juga merupakan salah satu bangunan
dasar daripada alam semesta yang bersama-sama dengan elektron, muon, dan
tau, termasuk dalam suatu kelas partikel yang disebut lepton. Lepton
bersama-sama dengan enam jenis partikel quark adalah pembentuk dasar semua
benda di alam semesta ini.


Ditemukan secara eksperimental pada tahun 1956 (dalam bentuk anti
partikel) oleh Fred Reines (pemenang Nobel fisika tahun 1995) dan Clyde
Cowan, neutrino terdiri dari 3 rasa (flavor), yakni: neutrino elektron,
neutrino mu dan neutrino tau. Neutrino tidak memiliki muatan listrik dan
selama ini dianggap tidak memiliki berat, namun neutrino memiliki
antipartikel yang disebut antineutrino. Partikel ini memiliki keunikan karena
sangat enggan untuk berinteraksi. Sebagai akibatnya, neutrino dengan
mudah dapat melewati apapun, termasuk bumi kita ini, dan amat sulit untuk
dideteksi.


Diperkirakan neutrino dalam jumlah banyak terlepas dari hasil reaksi
inti pada matahari kita dan karenanya diharapkan dapat dideteksi pada
laboratorium di bumi. Untuk mengurangi pengaruh distorsi dari sinar
kosmis, detektor neutrino perlu ditaruh di bawah tanah. Dengan mempergunakan
tangki air sebanyak 50 ribu ton dan dilengkapi dengan tabung foto
(photomultiplier tube) sebanyak 13 ribu buah, tim Kamiokande ini menemukan
bahwa neutrino dapat berosilasi atau berganti rasa. Karena bisa
berosilasi maka disimpulkan bahwa neutrino sebenarnya memiliki massa.


Penemuan ini sangat kontroversial karena teori fisika yang selama ini
kerap dipandang sebagai teori dasar interaksi partikel, yakni disebut
teori model standard, meramalkan bahwa neutrino sama sekali tidak
bermassa. Jika penemuan neutrino bermassa terbukti benar maka boleh jadi akan
membuat teori model standard tersebut harus dikoreksi.


Penemuan neutrino bermassa juga mengusik bidang fisika lainnya yakni
kosmologi. Penemuan ini diduga dapat menyelesaikan problem kehilangan
massa pada alam semesta kita ini (missing mass problem). Telah sejak lama
para ahli fisika selalu dihantui dengan pertanyaan: Mengapa terdapat
perbedaan teori dan pengamatan massa alam semesta? Jika berat daripada
bintang-bintang, planet-planet, beserta benda-benda alam lainnya
dijumlahkan semua maka hasilnya ternyata tetap lebih ringan daripada berat
keseluruhan alam semesta.

NOBEL FISIKA DIANUGERAHKANKAN PADA PENGEMBANG INTERNET

ANUGERAH Nobel bidang fisika tahun ini berbeda dari kebiasaan. Royal Swedish Academy untuk sains, lembaga yang berwenang menilai kandidat pemenang Nobel, memulai pertimbangan pemberian anugerah tahun ini dengan puja-puji dampak luas dari Internet. Menurut mereka, perkembangan Internet yang demikian fantastis ini tak bisa lepas dari hasil temuan ketiga pemenang yang mereka rekomendasikan tersebut.

Setengah dari uang hadiah tersebut --9 juta kronor atau sekitar 7,5 milyar rupiah-diserahkan pada Jack S. Kilby, pensiunan insinyur berusia 76 tahun di perusahaan Texas Instruments di Dallas, Amerika Serikat. Kilby dihargai atas penemuan pada Integrated Circuit (IC), benda elektronik kecil yang menjadi roh komputer.

Jumlah yang sama dibagi berdua pada Dr. Zhores I. Alferov (70), direktur A. F. Ioffe Physico-Technical Institute di St. Petersburg, Russia, dan Dr. Herbert Kroemer (72), fisikawan dari Universitas California di Santa Barbara, Amerika Serikat.

Dr. Alferov dan Dr. Kroemer secara terpisah mengembangkan komponen elektronika yang disebut heterostrukture. Benda padat ukurannya sekecil panjang gelombang sinar-laser yang berfungsi untuk mempercepat penerimaan atau pengiriman sinyal secara menakjubkan. Heterostruktur disisipkan pada hampir semua perangkat yang berbasis sinar laser seperti compact disc, telepon selular, satelit, juga serat optik. ''Tanpa struktur ajaib itu, tidak akan pernah ada yang namanya CD players dan CD lainnya," kata Kroemer.

Komponen-komponen elektronik temuan ketiga orang tersebut dinilai Royal Swedish Academy, mempercepat revolusi komunikasi. Tapi yang lebih menarik, Royal Swedish kali ini mengubah kebiasaan. Selama beberapa dekade, akademi itu hanya berpihak pada para penemu materi yang besifat abstrak seperti partikel sub-atom terbaru atau rekayasa bentuk dan bahan yang tidak umum.

Hal ini diakui oleh Dr. Anders Barany, fisikawan di Universitas Stockholm dan sekretaris Komiten Nobel untuk Fisika. ''Penghargaan tahun ini memang tidak berada pada garis yang sama dengan penghargaan sebelumnya,'' kata Barany. "Apakah ini menandai sebuah arah baru, akan tetap sebuah pertanyaan," kata Barany.

Toh keputusan ini menimbulkan perdebatan diantara para ilmuwan. Dr. Michael Riordan, fisikawan di Pusat Percepatan Linear Stanford dan pengarang buku sejarah tentang transistor "Crystal Fire", menyebutkan bahwa temuan IC bukah buah karya ilmuwan. "Itu hanya hasil ketangkasan seorang insinyur,'' kata Riordan. Karena, menurutnya, IC hanya melibatkan penyusunan kembali elemen-elemen rangkaian terintegrasi.

GAYA BERAT MENURUT NEWTON

Andaikanlah dalam tangan anda tergenggam sebuah batu. Bila batu tersebut dilepaskan, anda saksikan batu segera jatuh ke permukaan bumi. Sepintas lalu kejadian ini tidaklah aneh karena telah sering kita saksikan. Tetapi pernahkan timbul dalam fikiran anda, mengapa batu tersebut selalu jatuh ke bawah menuju ke permukaan bumi dan tidak dalam arah sebaliknya atau tatap diam di tempatnya?

Newton menjawabnya
Pertanyaan di atas dan yang sejenisnya ternyata bukan pertanyaan yang sederhana karena telah banyak melibatkan banyak ilmuan kenamaan di abad 16 dan 17 dalam usaha untuk mendapatkan jawabannya. Bahkan tercatat bahwa Aristoteles, terlibat pula dalam usaha pemahaman teka-teki ini.

Ternyata barulah menjelang berakhirnya abad 17 Sir Isacc Newton (1642-1727), seorang ilmuwan fisika matematika kenamaan Inggris, berhasil menyikap tabir teka-teki alam yang cukup menarik perhatian itu. Mengenai penemuannya ada sebuah lelucon menarik yang menceritakan bahwa jawabannya diperoleh ketika sebuah apel jatuh ke kepalanya sewaktu ia sedang merenungi masalah inidi bawah sebatang pohon apel di pekarangannya. Diceritakan bahwa kejadian ini mengilhaminya untuk menemukan hukum yang kemudian terkenal dengan nama 'hukum gaya berat (gravitasi) Newton (1687).

Hukum ini menyatakan dua benda yang terpisah oleh jarak tertentu cenderung tarik-menarik dengan gaya (atau kekuatan) alamiah yang sebanding dengan massa (ukuran jumlah zat atau berat) masing-masing benda juga berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.