Menapaki Jejak Gravitasi Kuantum: Eksplorasi Antariksa dari Kutub Selatan

Para ilmuwan dari University of Copenhagen tengah terlibat dalam eksperimen besar di Antartika yang bertujuan untuk menjawab pertanyaan mendasar dalam fisika: apakah gravitasi juga berlaku pada tingkat kuantum? Mereka menggunakan sebuah observatorium besar di Kutub Selatan yang terdiri dari ribuan sensor untuk memonitor partikel-partikel kecil yang disebut neutrino. Neutrino adalah partikel tanpa muatan listrik dan hampir tidak memiliki massa yang datang dari luar angkasa. Para ilmuwan berharap bahwa dengan mempelajari neutrino ini, mereka dapat menemukan bukti tentang keberadaan gravitasi kuantum.

Observatorium ini, yang disebut IceCube Neutrino Observatory, terletak di Antartika dan dioperasikan oleh University of Wisconsin-Madison, AS. Neutrino merupakan salah satu partikel paling misterius dalam fisika karena mereka hampir tidak berinteraksi dengan materi di sekitarnya. Ini membuat mereka menjadi kandidat yang ideal untuk mempelajari fenomena fisika yang sangat fundamental seperti gravitasi kuantum.

Neutrino datang dalam tiga “rasa” atau konfigurasi yang berbeda, yang disebut sebagai elektron, muon, dan tau. Ketika neutrino melakukan perjalanan jarak jauh, mereka bisa beralih antara ketiga rasa ini. Fenomena ini dikenal sebagai osilasi neutrino, dan menjadi dasar dari banyak penelitian fisika saat ini.

Para ilmuwan menggunakan IceCube untuk mempelajari neutrino yang berasal dari luar angkasa serta yang dihasilkan oleh interaksi partikel kosmik dengan atmosfer Bumi. Mereka berharap bahwa dengan membandingkan neutrino dari kedua sumber ini, mereka dapat menemukan bukti yang lebih kuat tentang gravitasi kuantum.

Hasil-hasil awal dari penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Nature Physics. Meskipun belum ada bukti konkret tentang keberadaan gravitasi kuantum, para ilmuwan optimis bahwa dengan pengukuran yang lebih cermat dan studi lanjutan, mereka akan mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang fenomena ini.

Referensi:

[1] https://science.ku.dk/english/press/news/2024/scientists-on-the-hunt-for-evidence-of-quantum-gravitys-existence-at-the-south-pole/ diakses pada 30 Maret 2024

[2] R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, S. K. Agarwalla, J. A. Aguilar, M. Ahlers, J. M. Alameddine, N. M. Amin, K. Andeen, G. Anton, C. Argüelles, Y. Ashida, S. Athanasiadou, L. Ausborm, S. N. Axani, X. Bai, A. Balagopal V, M. Baricevic, S. W. Barwick, V. Basu, R. Bay, J. J. Beatty, J. Becker Tjus, J. Beise, C. Bellenghi, C. Benning, S. BenZvi, D. Berley, E. Bernardini, D. Z. Besson, E. Blaufuss, S. Blot, F. Bontempo, J. Y. Book, C. Boscolo Meneguolo, S. Böser, O. Botner, J. Böttcher, J. Braun, B. Brinson, J. Brostean-Kaiser, L. Brusa, R. T. Burley, R. S. Busse, D. Butterfield, M. A. Campana, K. Carloni, E. G. Carnie-Bronca, S. Chattopadhyay, N. Chau, C. Chen, Z. Chen, D. Chirkin, S. Choi, B. A. Clark, A. Coleman, G. H. Collin, A. Connolly, J. M. Conrad, P. Coppin, P. Correa, D. F. Cowen, P. Dave, C. De Clercq, J. J. DeLaunay, D. Delgado, S. Deng, K. Deoskar, A. Desai, P. Desiati, K. D. de Vries, G. de Wasseige, T. DeYoung, A. Diaz, J. C. Díaz-Vélez, M. Dittmer, A. Domi, H. Dujmovic, M. A. DuVernois, T. Ehrhardt, A. Eimer, P. Eller, E. Ellinger, S. El Mentawi, D. Elsässer, R. Engel, H. Erpenbeck, J. Evans, P. A. Evenson, K. L. Fan, K. Fang, K. Farrag, A. R. Fazely, A. Fedynitch, N. Feigl, S. Fiedlschuster, C. Finley, L. Fischer, D. Fox, A. Franckowiak, P. Fürst, J. Gallagher, E. Ganster, A. Garcia, L. Gerhardt, A. Ghadimi, C. Glaser, T. Glüsenkamp, J. G. Gonzalez, D. Grant, S. J. Gray, O. Gries, S. Griffin, S. Griswold, K. M. Groth, C. Günther, P. Gutjahr, C. Ha, C. Haack, A. Hallgren, R. Halliday, L. Halve, F. Halzen, H. Hamdaoui, M. Ha Minh, M. Handt, K. Hanson, J. Hardin, A. A. Harnisch, P. Hatch, A. Haungs, J. Häußler, K. Helbing, J. Hellrung, J. Hermannsgabner, L. Heuermann, N. Heyer, S. Hickford, A. Hidvegi, C. Hill, G. C. Hill, K. D. Hoffman, S. Hori, K. Hoshina, W. Hou, T. Huber, K. Hultqvist, M. Hünnefeld, R. Hussain, K. Hymon, S. In, A. Ishihara, M. Jacquart, O. Janik, M. Jansson, G. S. Japaridze, M. Jeong, M. Jin, B. J. P. Jones, N. Kamp, D. Kang, W. Kang, X. Kang, A. Kappes, D. Kappesser, L. Kardum, T. Karg, M. Karl, A. Karle, A. Katil, U. Katz, M. Kauer, J. L. Kelley, A. Khatee Zathul, A. Kheirandish, J. Kiryluk, S. R. Klein, A. Kochocki, R. Koirala, H. Kolanoski, T. Kontrimas, L. Köpke, C. Kopper, D. J. Koskinen, P. Koundal, M. Kovacevich, M. Kowalski, T. Kozynets, J. Krishnamoorthi, K. Kruiswijk, E. Krupczak, A. Kumar, E. Kun, N. Kurahashi, N. Lad, C. Lagunas Gualda, M. Lamoureux, M. J. Larson, S. Latseva, F. Lauber, J. P. Lazar, J. W. Lee, K. Leonard DeHolton, A. Leszczyńska, M. Lincetto, Y. Liu, M. Liubarska, E. Lohfink, C. Love, C. J. Lozano Mariscal, L. Lu, F. Lucarelli, W. Luszczak, Y. Lyu, J. Madsen, E. Magnus, K. B. M. Mahn, Y. Makino, E. Manao, S. Mancina, W. Marie Sainte, I. C. Mariş, S. Marka, Z. Marka, M. Marsee, I. Martinez-Soler, R. Maruyama, F. Mayhew, T. McElroy, F. McNally, J. V. Mead, K. Meagher, S. Mechbal, A. Medina, M. Meier, Y. Merckx, L. Merten, J. Micallef, J. Mitchell, T. Montaruli, R. W. Moore, Y. Morii, R. Morse, M. Moulai, T. Mukherjee, R. Naab, R. Nagai, M. Nakos, U. Naumann, J. Necker, A. Negi, M. Neumann, H. Niederhausen, M. U. Nisa, A. Noell, A. Novikov, S. C. Nowicki, A. Obertacke Pollmann, V. O’Dell, B. Oeyen, A. Olivas, R. Orsoe, J. Osborn, E. O’Sullivan, H. Pandya, N. Park, G. K. Parker, E. N. Paudel, L. Paul, C. Pérez de los Heros, T. Pernice, J. Peterson, S. Philippen, A. Pizzuto, M. Plum, A. Pontén, Y. Popovych, M. Prado Rodriguez, B. Pries, R. Procter-Murphy, G. T. Przybylski, C. Raab, J. Rack-Helleis, K. Rawlins, Z. Rechav, A. Rehman, P. Reichherzer, E. Resconi, S. Reusch, W. Rhode, B. Riedel, A. Rifaie, E. J. Roberts, S. Robertson, S. Rodan, G. Roellinghoff, M. Rongen, A. Rosted, C. Rott, T. Ruhe, L. Ruohan, D. Ryckbosch, I. Safa, J. Saffer, D. Salazar-Gallegos, P. Sampathkumar, S. E. Sanchez Herrera, A. Sandrock, M. Santander, S. Sarkar, S. Sarkar, J. Savelberg, P. Savina, M. Schaufel, H. Schieler, S. Schindler, L. Schlickmann, B. Schlüter, F. Schlüter, N. Schmeisser, T. Schmidt, J. Schneider, F. G. Schröder, L. Schumacher, S. Sclafani, D. Seckel, M. Seikh, S. Seunarine, R. Shah, S. Shefali, N. Shimizu, M. Silva, B. Skrzypek, B. Smithers, R. Snihur, J. Soedingrekso, A. Søgaard, D. Soldin, P. Soldin, G. Sommani, C. Spannfellner, G. M. Spiczak, C. Spiering, M. Stamatikos, T. Stanev, T. Stezelberger, T. Stürwald, T. Stuttard, G. W. Sullivan, I. Taboada, S. Ter-Antonyan, A. Terliuk, M. Thiesmeyer, W. G. Thompson, J. Thwaites, S. Tilav, K. Tollefson, C. Tönnis, S. Toscano, D. Tosi, A. Trettin, C. F. Tung, R. Turcotte, J. P. Twagirayezu, M. A. Unland Elorrieta, A. K. Upadhyay, K. Upshaw, A. Vaidyanathan, N. Valtonen-Mattila, J. Vandenbroucke, N. van Eijndhoven, D. Vannerom, J. van Santen, J. Vara, J. Veitch-Michaelis, M. Venugopal, M. Vereecken, S. Verpoest, D. Veske, A. Vijai, C. Walck, Y. Wang, C. Weaver, P. Weigel, A. Weindl, J. Weldert, A. Y. Wen, C. Wendt, J. Werthebach, M. Weyrauch, N. Whitehorn, C. H. Wiebusch, D. R. Williams, L. Witthaus, A. Wolf, M. Wolf, G. Wrede, X. W. Xu, J. P. Yanez, E. Yildizci, S. Yoshida, R. Young, S. Yu, T. Yuan, Z. Zhang, P. Zhelnin, P. Zilberman, M. Zimmerman. Search for decoherence from quantum gravity with atmospheric neutrinos. Nature Physics, 2024; DOI: 10.1038/s41567-024-02436-w