Balaicerap Super-Kamiokande di Institut Kajian Sinar Kosmik di Jepun. Fasiliti di bawah tanah ini menjalankan eksperimen berkaitan neutrino sejak dua dekad lalu.Apa itu neutrino? Jika ditanyakan soalan ini kepada sesiapa yang bukan dari latar belakang sains yang mempelajari ilmu Fizik secara mendalam saya pasti hanya segelintir sahaja yang mampu menjawabnya. Di sini biar saya terangkan secara ringkas apa itu neutrino. Neutrino adalah zarah kecil yang berinteraksi secara lemah dengan zarah-zarah lain. Neutrino mempunyai spin-1/2 dan mempunyai tiga perisa atau dikenali sebagai 'flavor' iaitu elektron neutrino, muon neutrino dan tau neutrino. Neutrino mula dijumpai secara teorinya oleh Pauli. Pada masa itu neutrino dianggap sebagai zarah neutral yang tidak mempunyai jisim sama seperti foton. Tetapi dengan kemajuan teknologi dan perkembangan bidang eksperimen, Super Kamiokande di Jepun telah berjaya mengesan kehadiran jisim neutrino.
Apa yang menariknya mengenai zarah kecil yang sangat lemah berinteraksi dengan zarah-zarah lain ini? Neutrino dipercayai terhasil dalam kuantiti yang banyak semasa kejadian Letupan Besar yang juga dikenali sebagai Big Bang. Umum mengetahui bahawa Gelombang Mikro Latarbelakang (CMB) yang terhasil akibat letupan besar merupakan bukti kukuh kepada letupan besar ini, tetapi hanya sebahagian kecil yang mengetahui bahawa wujudnya secara teori mengenai Neutrino Kosmik Latarbelakang (CnB). Walaupun saya mengatakan bahawa CnB wujud secara teorinya, ramai saintis dan juga kosmologis percaya CnB ini wujud dan mampu dikesan sedikit masa lagi hasil dari perkembangan bidang terknologi kita sekaran dan jika kita mampu mengesan CnB seperti mana kita mampu mengesan CMB saya percaya kita mampu membuka sedikit ruang jawapan kepada misteri alam semesta seperti mengapa hanya terdapat unsur-unsur ringan seperti H, He, dan Li sahaja yang wujud selepas berlakunya letupan besar, penyelesaian kepada kehilangan jisim alam semesta dan juga kehadiran jirim hitam.
Pengesan neutrino matahari yang pertama
Semasa saya melakukan kajian mengenai neutrino ini dan kesannya kepada pembentukan unsur-unsur ringan seperti yang nyatakan di atas, saya terbaca mengenai kewujudan jisim neutrino mampu menjelaskan mengenai misteri jirim hitam dan juga misteri kehilangan jisim alam ini. Saya akan menerangkan mengenai jirim hitam ini pada kunjungan saya yang akan datang. Sekarang saya akan cuba menerangkan secara ringkas mengenai kepentingan neutrino pada pembentukan unsur-unsur ringan.
Seperti yang saya nyatakan, neutrino mempunyai jisim, tetapi malangnya saintis masih tidak mampu mengesan jisim neutrino secara mutlak kerana kewujudan jisim neutrino ini adalah hasil gabungan dua perisa neutrino atau secara saintifik nya adalah superposisi dua keadaan eigen jisim electron neutrino dan muon neutrino. Saya tidak akan menerangkan secara terperinci mengenai ayat-ayat fizik ini kerana saya bimbang ia akan mengurangkan jumlah pembaca kepada separuh! Kehadiran jisim neutrino ini akan menyebabkan neutrino tadi berayun pada frekuansi tertentu dan ini seterusnya menebabkan berlakunya resonans dan seterusnya menyebabkan wujud tenaga tambahan dan kehilangan tenaga kepada persekitaran ( tenaga dari alam semesta selapsa bermulanya pengembangan alam sejurus letupan besar) dan juga kepada neutrino. Pertambahan tenaga oleh neutrino hasil daripada ayunan neutrino tersebut menyebabkan berlakunya penghasilan proton secara besar-besaran dan seterusnya memnyebabkan pembentukan unsur-unsur seperti H, D, He . Oleh kerana jumlah neutron yang semakin berkurangan akibat daripada pertukaran neutron kepada proton melalui proses reputan beta maka ini menyebabkan pembentukan unsur-unsur lain terhalang. Kita mengetahui bahawa, untuk membentuk unsur seperti Deuterium D, kita memerlukan neutron dan juga proton. Neutron akan bergabung dengan proton dan membentuk unsur-unsur yang lebih berat, tetapi jika jumlah neutron yang semakin berkurangan ini menyebabkan berlaku halangan pembentukan unsur-unsur lain tadi. Selain itu unsur-unsur berat yang lain tidak dapat wujud kerana berlakunya ketidakstabilan nuklear dan menyebabkan unsur-unsur berat yang terhasil hasil dari gabungan unsur-unsur ringan ini terpecah kembali kepada unsur-unsur asas seperti H dan juga He.
Jika kita mampu mengesan jisim neutrino secara mutlak saya percaya bahawa kita mampu menyelesaikan banyak lagi masalah di dalam Fizik. Saya akan cuba menerangkan dengan lebih lanjut mengenai kesan pengembangan alam semesta kepada kepada neutrino di masa akan datang. Semoga dengan kehadiran artikel ini dapat menarik minat ramai kepada Kosmologi.
