Ilmuwan Mengusulkan Partikel Baru, Berpotensi Menjadi Portal Menuju Dimensi Kelima

Para ilmuwan tertarik untuk mencari partikel hipotetis yang dapat bertindak sebagai portal ke dimensi kelima yang menjadi perantara antara alam kosmik terang dan gelap. Percaya atau tidak, penelitian ini benar-benar ada, lho.

Berdasarkan penelitian yang diterbitkan bulan lalu di Jurnal Fisik Eropa C, keberadaan partikel spekulatif ini dapat menjelaskan kelimpahan materi gelap di alam semesta, dan memecahkan masalah partikel fermionik subatomik yang sulit.

Studi tersebut menambahkan bahwa misteri mendasar tersebut dapat dijelaskan dengan menghadirkan model alam semesta dengan dimensi kelima yang dapat dilalui oleh partikel.

Penelitiannya dilakukan oleh fisikawan teoritis Javier Castellano dan Matthias Neubert dari Universitas Johannes Gutenberg Mainz di Jerman, dan Adrián Carmona dari Universitas Granada di Spanyol.

“Motivasi awal kami adalah untuk menjelaskan secara teori kemungkinan asal mula massa fermionik dengan dimensi ekstra melengkung,” tim peneliti mengatakan kepada Motherboard melalui email.

“Massa konstituensi ini memiliki sejumlah ciri khusus yang perlu penjelasan.”

Para ilmuwan telah lama mempertanyakan apakah alam semesta hanya memiliki empat dimensi, seperti ruang dan waktu 3D. Penelitian semacam ini telah menghasilkan persamaan medan 5 dimensi yang mengungkap implikasi dimensi ekstra bagi alam semesta, dan realitas itu sendiri.

Saat memeriksa persamaan ini dalam istilah massa fermionik, mereka membuat sketsa keberadaan bidang skalar baru yang terkait dengan partikel spekulatif seperti medan Higgs yang terkait dengan partikel Higgs boson.

“Bidang skalar baru memiliki perilaku yang menarik dan signifikan sepanjang dimensi ekstra,” jelas peneliti. “Sifat kuantum dari partikel baru ini sangat mirip dengan partikel Higgs boson, jadi wajar untuk mengasumsikan dua partikel bercampur satu sama lain, yang berarti bahwa fungsi gelombang kuantum-mekanik terkait.”

“Awalnya kami ingin mempelajari pencampuran ini,” tambahnya.

Ketika menyelidiki hipotesis ini, mereka menyadari bahwa partikel-partikel berat dapat menawarkan “jendela unik” ke dalam materi gelap karena mereka dapat memediasi kekuatan baru yang menghubungkan materi gelap ke bagian yang terlihat dalam bentuk bintang, planet, dan benda-benda lain yang dapat dideteksi.

“Jika ada, partikel berat akan mengasosiasikan materi terlihat dengan elemen materi gelap, dengan asumsi materi gelap terdiri dari fermion fundamental yang berada dalam dimensi ekstra,” jelas mereka.



Model partikel hipotetis tidak bertentangan dengan bukti observasi untuk kelimpahan materi gelap di alam semesta. Menurut para peneliti, kesepakatan umum dengan bukti empiris menunjukkan bahwa partikel-partikel ini bisa menjadi “perantara baru ke sektor gelap”.

“Dengan demikian, keberadaan partikel skalar baru dapat membuka jalan bagi penemuan materi gelap,” kata peneliti. “Ini akan memberikan informasi yang berguna tentang kemungkinan kisaran massa gelap dan interaksinya dengan partikel yang diketahui saat ini.”

Sekarang yang perlu dilakukan peneliti adalah menemukan keberadaannya menggunakan petunjuk ini. Higgs boson ditemukan oleh Large Hadron Collider (LHC) pada tahun 2012. Setahun kemudian, penemuan ini memenangkan Hadiah Nobel dalam bidang fisika. Namun, LHC terlalu berat untuk diproduksi di laboratorium saat ini, sehingga tidak dapat diperlengkapi untuk mencari partikel spekulatif ini.

Meskipun partikel dapat dideteksi untuk generasi baru colliders yang diusulkan, seperti International Linear Collider, Compact Linear Collider (CLIC), dan Future Circular Collider, para peneliti mengatakan “prospek penemuan langsung semacam itu tampak menantang karena massanya yang besar. , bahkan pada energi tinggi yang dibahas. Bahkan sekali (100 TeV). “

Meski begitu, tim peneliti yakin partikel tersebut dapat dideteksi secara tidak langsung, seperti dengan mengamati gelombang gravitasi yang membentuk riak di ruang-waktu.

“Kemungkinan lain adalah bahwa partikel-partikel baru ini telah memainkan peran penting dalam sejarah kosmologis alam semesta, dan menghasilkan gelombang gravitasi yang dapat dicari dengan alat pendeteksi gelombang gravitasi di masa depan. Namun, kami belum mengeksplorasi kemungkinan-kemungkinan ini,” mereka menambahkan.

Penelitian masa depan tentang materi gelap diharapkan membatasi kemungkinan keberadaan partikel, sehingga para peneliti optimis konsep mereka tentang dimensi kelima akan berkembang seiring kemajuan bidang fisika partikel dan kosmologi. Selain menjawab misteri materi gelap, partikel-partikel ini dapat memecahkan teka-teki lain di dunia sains jika benar-benar ada, atau bahkan memberikan gambaran sekilas tentang alam semesta awal.

“Kami hanya dapat mempelajari peran potensial partikel skalar baru dalam menstabilkan dimensi ekstra,” tebak mereka. “Atau dapat membawa kita pada sejarah kosmologis yang menarik atau produksi gelombang gravitasi. Penelitian ini sangat menarik dan kami berencana untuk mengikutinya dalam beberapa bulan mendatang.”

Source