Apakah Materi Gelap Akan Segera Ditemukan?

 Tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Madya Wen Yin dari Tokyo Metropolitan University telah membuat kemajuan besar dalam pencarian materi gelap. Mereka menggunakan teknologi spektrografi canggih dan Teleskop Magellan Clay untuk mengamati galaksi jauh serta mengumpulkan pengukuran inframerah dengan presisi tinggi. 

Hanya dalam empat jam pengamatan, mereka berhasil menetapkan batas baru pada kemungkinan usia materi gelap. Hasil ini tidak hanya membuktikan kehebatan teknologi yang mereka gunakan tetapi juga memperluas pencarian ke wilayah spektrum elektromagnetik yang sebelumnya jarang dijelajahi.

Selama lebih dari satu abad, kosmolog telah dihadapkan pada misteri yang belum terpecahkan mengenai alam semesta. Pengamatan terhadap rotasi galaksi menunjukkan bahwa ada lebih banyak massa di alam semesta dibandingkan dengan yang bisa kita lihat secara langsung.

Massa tak terlihat ini disebut sebagai “materi gelap” dan menjadi salah satu teka-teki terbesar dalam fisika. Kesulitannya bukan hanya karena materi ini tidak bisa dilihat, tetapi juga karena sifat dasarnya yang masih penuh tanda tanya.

Pengamatan Canggih dengan Spektroskopi Inframerah

Untuk mengatasi tantangan ini, para ilmuwan menggabungkan model teoretis dengan teknik observasi mutakhir guna mendefinisikan lebih baik sifat materi gelap. Dalam terobosan terbaru, tim peneliti Jepang menggunakan pendekatan spektrografi inovatif untuk menganalisis cahaya dari dua galaksi jauh, yaitu Leo V dan Tucana II.

Mereka memanfaatkan Teleskop Magellan Clay berdiameter 6,5 meter di Chili untuk menangkap dan mempelajari cahaya ini, dengan fokus pada spektrum inframerah yang sangat menjanjikan tetapi juga kompleks untuk mendeteksi materi gelap.

Tim peneliti berfokus pada partikel mirip aksion (ALP) sebagai kandidat utama materi gelap. Mereka mempelajari bagaimana partikel ini dapat “meluruh” dan memancarkan cahaya secara spontan.

Untuk mengatasi tantangan ini, para peneliti sebelumnya mengusulkan teknik baru yang memanfaatkan perbedaan karakteristik cahaya dari sumber yang berbeda. Radiasi latar belakang biasanya memiliki rentang panjang gelombang yang lebih luas, sedangkan cahaya dari proses peluruhan partikel lebih terfokus pada rentang yang sempit.

Dengan teknologi spektrograf inframerah mutakhir seperti NIRSpec di Teleskop James Webb dan WINERED di Teleskop Magellan Clay, para ilmuwan dapat mengubah instrumen ini menjadi detektor materi gelap yang sangat efektif.

Pengukuran Presisi yang Mendorong Batas Penelitian

Berkat ketepatan teknologi WINERED, tim peneliti mampu menghitung semua cahaya yang mereka deteksi di spektrum inframerah dengan akurasi statistik yang sangat tinggi. Fakta bahwa mereka tidak menemukan tanda-tanda peluruhan partikel ini digunakan untuk menetapkan batas atas frekuensi peluruhan dan batas bawah usia partikel ALP. Berdasarkan pengukuran mereka, usia partikel ini bisa mencapai 10^25 hingga 10^26 detik, atau sekitar 10 hingga 100 juta kali lebih lama dari usia alam semesta.

Temuan ini sangat penting karena menetapkan batas paling ketat yang pernah ada untuk usia materi gelap. Penelitian ini menunjukkan bagaimana teknologi canggih dari kosmologi inframerah dapat membantu menjawab pertanyaan mendasar dalam fisika partikel.

Meskipun hasilnya didasarkan pada analisis ketat terhadap data sejauh ini, ada indikasi adanya anomali atau “kelebihan” sinyal yang memberikan harapan bahwa dengan lebih banyak data dan analisis, kita mungkin benar-benar dapat menemukan materi gelap.

Pencarian akan teka-teki terbesar alam semesta ini masih berlanjut. Dengan kemajuan teknologi dan semakin banyak data yang dikumpulkan, mungkin kita tidak lama lagi akan menemukan jawaban atas pertanyaan besar tentang komposisi alam semesta yang tersembunyi selama ini.

sumber: kompas.com

Author: Bang Ferry