Mengenal Partikel Neutrino, Prospek Teknologi Komunikasi Masa Depan

[arthurcarl74]

Alam semesta kita terdiri atas komponen-komponen dasar serta hubungan diantara komponen-komponen dasar tadi satu sama lain.

Konsep hubungan digunakan buat menjelaskan keterkaitan dinamis antar objek-objek yang kita amati atau tinjau.

waktu ini setidaknya diketahui terdapat empat interaksi fundamental yang ada di alam semesta, yang bertanggung jawab terhadap banyak sekali interaksi antar materi.

Keempat hubungan tersebut adalah interaksi gravitasi, hubungan elektromagnetik, interkasi lemah serta hubungan bertenaga. di tahun 1960an, S. L. Glashow, A. Salam, and S. Weinberg mengusulkan suatu contoh buat menyebutkan hubungan kuat, interaksi lemah serta interaksi elektromagnetik dalam satu teori yang padu.

Secara ringkas, contoh ini terdiri atas family quark (yaitu partikel up, down, charm, strange, top dan bottom) serta family lepton (elektron, neutrino elektron, muon, neutrino muon, tau serta neutrino tau).

Adapula partikel yang bertanggungjawab menjadi pembawa/perantara interaksi, yaitu graviton (interkasi gravitasi, hingga waktu ini belum terdeteksi), gluon (interkasi kuat), foton (interaksi elektromagnetik), Z serta W (hubungan lemah) serta partikel Higgs.

holistik partikel ini dibedakan lagi jenisnya berdasarkan spin menjadi 2, yaitu partikel fermion (spin-1/2, partikel quark dan lepton selain partikel pembawa hubungan) serta partikel boson (spin-0, yaitu partikel Higgs dan spin-1 buat semua partikel pembawa interaksi).

pada bagian berikutnya dari artikel ini, kita akan fokus berdiskusi ihwal partikel neutrino (lepton dan berspin-1/2) serta foton (pembawa interaksi dan berspin-1).

pada kerangka model baku ini, partikel neutrino disebut tidak bermassa. Padahal asal pengamatan eksperimen osilasi neutrino (kenyataan perubahan jenis partikel yang berubah secara terpola atau bolak-balik antara 2 jenis partikel), misalnya Super Kamiokande pada Jepang, memberikan bahwa partikel neutrino mempunyai massa meskipun sangat kecil.

dalam hal ini yang teramati artinya selisih kuadrat mass diantara neutrino aktif (misalnya kuadrat massa neutrino muon dikurangi kuadrat mass neutrino elektron, m_21^dua serta seterusnya).

dalam Gambar 1, contoh yang terdapat di eksperimen, neutrino elektron tiba berasal matahari akan berosilasi menjadi neutrino muon.

namun, sampai ketika ini tidak diketahui nilai massa tunggal buat satu jenis neutrino (massa neutrino elektron saja, muon saja, atau tau saja) dan hanya diketahui selisih kuadrat massa antar dua jenis neutrino sebagaimana dijelaskan sebelumnya.

Adapula sifat lain asal partikel neutrino, yaitu partikel ini hanya berinterkasi secara lemah dan gravitasi serta tidak bermuatan (bermuatan netral).

Lebih jauh lagi, dari teori-teori yg sudah diusulkan, jenis massa buat partikel neutrino diketahui terbagi sebagai dua yaitu, Dirac dan Majorana.

sampai ketika ini pun belum mampu ditentukan apakah partikel neutrino ialah jenis Majorana atau Dirac, terkecuali eksperimen peluruhan beta ganda tanpa neutrino (neutrinoless double beta decay) terkonfirmasi (ekperimen peluruhan radioaktif yang pertanda bahwa partikel neutrino artinya jenis Majorana).

interaksi partikel neutrino menggunakan partikel lain bisa ditemui pada peluruhan beta (proses peluruhan radioaktif partikel harga printer murah beta, misalnya elektron atau positron), yaitu partikel neutron meluruh menjadi partikel proton, elektron dan anti-neutrino elektron.

Lebih jauh lagi, partikel ini memilki sifat lain yg unik, yaitu ketika seseorang ingin mengobservasi partikel ini, maka akan teramati berbarengan dengan jenis partikel fermion dari generasi yang sama (partikel fermion tediri atas tiga generasi, baik quark dan lepton.

buat lepton, elektron serta (anti-)neutrino elektron, muon dan (anti-)neutrino muon, serta tau serta (anti-)neutrino tau adalah generasi pertama, kedua dan ketiga secara berturut-turut).

misalnya dalam sebuah reaksi ditemukan hasil reaksi berupa muon, maka pula berbarengan akan teramati neutrino muon atau anti-neutrino muon serta seterusnya.

oleh karena itu, mengetahui sifat dan karakteristik partikel neutrino mirip bagaimana massa serta energinya, jenis Majorana atau Dirac serta bagaimana partikel ini berevolusi (menjalar) terhadap ketika, merupakan aspek-aspek yang penting buat mengetahui bagaimana pemanfaatannya di masa depan.

buat melihat bagaimana pemanfaatan partikel neutrino, mari kita lihat uraian pemanfaatan partikel foton (pembawa rekasi elektromagnetik mirip cahaya, gelombang radio dan Sinar-X) secara singkat analog dengan partikel neutrino.

seperti seperti neutrino, partikel foton juga tidak bermassa dan bermuatan netral serta artinya partikel pembawa gaya elektromagnetik, sehingga pemanfaatanya bisa ditemui dalam gelombang radio.

Orang-orang memanfaatkan gelombang radio, saat zaman dulu bahkan sampai zaman terkini saat ini, sebagai media/alat komunikasi berasal satu tempat ke tempat lain melalui satelit (Gambar dua).

Jenis gelombang yg digunakan merupakan radiasi/ gelombang elektromagnetik yang spektrumnya lebih lebar asal cahaya inframerah (infrared) menggunakan frekuensinya asal 300 GHz sampai dengan paling rendah 3 KHz.

pada bagian berikutnya akan dipaparkan bagaimana kemungkinan pemanfaatan partikel neutrino buat teknologi komunikasi masa depan.
Neutrino salah satu kunci menguasai teknologi komunikasi pada masa depan

Partikel neutrino bisa berperan pada reaksi nuklir buat bom atom, karena dapat bereaksi dengan plutonium yang artinya sisa asal uranium yang dipakai pada reaktor nuklir.

di sisi lain partikel ini pula dapat dimanfaatkan pada memonitoring reaktor nuklir remotely serta real-time, mirip yang dilakukan sang badan internasional atom serta tenaga, sehingga dapat diketahui seberapa akbar plutonium yang terpakai.

menggunakan demikian dapat diketahui berapa jumlah plutonium tersisa dan memastikan tidak digunakan buat tujuan berbahaya lain.

seperti dinyatakan pada artikel serta media online, neutrino beam (sinar neutrino) dengan tingkat tenaga sekitar 1000 TeV (tera elektron volt) bisa digunakan buat meleburkan bom atom seketika.

Secara teori, generatornya (yaitu indera yg memakai suatu reaksi buat membentuk energi yang lebih tinggi) dapat dibangun, tetapi wajib disiapkan generator yg seratus kali lebih kuat diantara akselerator (yaitu sebuah sarana/alat yg bisa menambah kecepatan partikel/materi) yang telah terdapat kini serta dengan lebar 1000 kilometer.

mirip diungkapkan sang Hagura dan Sanami, peneliti KEK Jepang, indera beam ini akan meleburkan bom atom tanpa mentrigger reaksi nuklir berantainya.

galat satu pemanfaatan neutrino yg sangat menjanjikan ke depan adalah pemanfaatan untuk radio, yang dianggap dengan radio neutrino.

Merujuk artikel J.A. Aguilar et al 2021, ketika ini telah dibangun observator radio neutrino di kutub selatan dan melibatkan beberapa negera eropa serta Asia.

alat ini dimaksudkan, buat mencari serta mendeteksi neutrino berenergi sangat tinggi (Gambar 3). Ini tidak lain merupakan upaya buat menelaah sifat-sifat neutrino serta bagaimana pemanfaatannya.

Harapannya bekal sifat-sifat neutrino yang sudah dipelajari akan dimanfaatkan menggunakan cara yang sama buat foton, sehingga akan ada media komunikasi menggunakan gelombang dengan penjalaran neutrino.

karena neutrino ini berinteraksi sangat lemah, maka dapat dimungkinkan jua alat radio komunikasi neutrino tanpa perlu lewat satelit, sebab kita mampu lansung berkomunikasi antar telpon (Gambar 4).

buat penelitian ke depan, diperlukan penelitian-penelitian di ranah dasar (fundamental) perlu ditingkatkan serta dikembangkan, khususnya yang berkaitan dengan penelitian ihwal partikel neutrino dari segi teori juga eksperimen.

Penelitian perihal sifat-sifat neutrino sangat krusial untuk mengetahui bagaimana partikel ini dapat dimanfaatkan buat teknologi masa depan. salah satu pemanfaatannya merupakan buat teknologi komunikasi terbaru.

[Penulis]

Tulisan-tulisan