Penelitian terbaru dari Pusat Penelitian Nuklir Nasional di Polandia menunjukkan kemungkinan interaksi antara neutrino—sering disebut “partikel hantu”—dan materi gelap, dua komponen paling misterius di Alam Semesta. Para kosmolog telah menemukan bahwa pengamatan saat ini lebih selaras dengan model di mana entitas-entitas yang sulit dipahami ini berinteraksi secara lemah, sehingga berpotensi memecahkan teka-teki kosmik yang sudah lama ada.
Masalah pada Model Standar
Model kosmologis standar, meskipun berhasil dalam banyak hal, masih kesulitan menjelaskan sepenuhnya distribusi materi di Alam Semesta. Ketika para ilmuwan melakukan ekstrapolasi dari data awal alam semesta—seperti latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) dan osilasi akustik baryon (BAO)—hingga saat ini, mereka menemukan perbedaan. Penggumpalan materi yang diperkirakan tidak sesuai dengan apa yang kita amati. Hal ini belum tentu merupakan tanda bahwa model tersebut salah, namun menunjukkan bahwa model tersebut mungkin tidak lengkap.
Mengapa hal ini penting: CMB mewakili cahaya paling awal yang dilepaskan sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang, sedangkan BAO adalah struktur kuno yang membeku dalam waktu. Ini memberikan gambaran awal alam semesta. Jika mereka tidak menyesuaikan diri dengan distribusi materi saat ini, hal ini menyiratkan ada sesuatu yang mendasar yang hilang dari pemahaman kita tentang evolusi kosmik.
Neutrino dan Materi Gelap: Pemain yang Mengelak
Neutrino dan materi gelap jarang berinteraksi dengan materi lain. Neutrino, yang dihasilkan dalam bintang dan supernova, berlimpah namun melewati segala sesuatu hampir tanpa disadari. Mereka memiliki massa minimal dan tidak bermuatan listrik. Sebaliknya, materi gelap tidak berinteraksi dengan materi biasa sama sekali—kecuali melalui gravitasi. Keberadaannya disimpulkan dari efek gravitasi pada galaksi dan ruang-waktu, yang menunjukkan bahwa ia menyusun sekitar 85% kandungan materi di alam semesta.
Gagasan bahwa kedua zat penghindar ini mungkin berinteraksi bukanlah hal baru; teori sudah ada sejak awal tahun 2000an. Namun temuan terbaru yang dipimpin oleh fisikawan Lei Zu memberikan bukti yang lebih kuat dibandingkan sebelumnya.
Temuan Baru: Sinyal Tiga Sigma
Tim peneliti menggabungkan CMB, BAO, dan data dari Survei Energi Gelap—sebuah proyek yang memetakan materi gelap dan distribusi energi. Dengan menjalankan simulasi dengan dan tanpa hamburan materi neutrino-gelap, mereka menemukan bahwa interaksi tersebut membuat alam semesta yang disimulasikan tampak lebih mirip alam semesta kita.
Signifikansi statistik saat ini berada pada 3 sigma—bukan bukti pasti, namun cukup kuat untuk memerlukan penyelidikan lebih lanjut. Hasil ini selaras dengan petunjuk sebelumnya dan menunjukkan bahwa interaksi tersebut, jika dikonfirmasi, bisa menjadi sebuah terobosan.
“Jika interaksi antara materi gelap dan neutrino ini terkonfirmasi, ini akan menjadi terobosan mendasar,” kata fisikawan teoretis William Giarè. “Hal ini tidak hanya akan memberikan pencerahan baru pada ketidaksesuaian yang terus-menerus antara berbagai wahana kosmologis, tetapi juga memberikan arahan konkrit bagi fisikawan partikel untuk melakukan eksperimen laboratorium.”
Implikasi dan Penelitian Masa Depan
Jika dikonfirmasi, interaksi ini dapat membantu menyempurnakan Model Kosmologis Standar, memungkinkan terjadinya hamburan samar antara neutrino dan materi gelap. Lebih penting lagi, hal ini memberikan arahan nyata bagi fisikawan partikel yang ingin memahami sifat sebenarnya dari materi gelap.
Tim peneliti mengakui bahwa diperlukan penelitian lebih lanjut. Seperti yang dinyatakan oleh Sebastian Trojanowski dari Pusat Penelitian Nuklir Nasional Polandia, pengujian yang ketat memerlukan pendekatan yang melampaui perkiraan standar dalam kosmologi partikel. Pencarian untuk mengungkap misteri kosmik ini terus berlanjut, dan bisikan samar interaksi partikel hantu mungkin memegang kuncinya.
Bukti saat ini menunjukkan bahwa kedua entitas yang mengelak ini mungkin tidak terisolasi seperti yang diperkirakan sebelumnya, dan mengisyaratkan adanya hubungan yang lebih dalam di alam semesta.
