Para ilmuwan telah memastikan secara pasti bahwa alam semesta pada masa-masa awalnya berperilaku seperti cairan yang sangat panas dan padat – sebuah “sup” partikel fundamental yang dikenal sebagai plasma quark-gluon (QGP). Terobosan ini, yang dicapai melalui tumbukan energi tinggi di Large Hadron Collider (LHC) di CERN, memberikan bukti terkuat mengenai sifat materi yang mirip cairan setelah Big Bang.
Cairan Pertama di Alam Semesta
Segera setelah Big Bang, alam semesta ada dalam bentuk materi yang belum pernah kita amati secara langsung di luar simulasi laboratorium: QGP. Zat eksotik ini, yang lebih panas dari satu miliar matahari, tidak hanya panas tetapi juga berperilaku seperti cairan, menolak aliran seperti madu daripada berperilaku seperti gas.
Penemuan ini penting karena memvalidasi model teoritis alam semesta awal dan membantu kita memahami bagaimana kekuatan fundamental muncul dari keadaan kacau ini. Keberadaan QGP sebagai suatu fluida telah diperdebatkan selama bertahun-tahun; sekarang, fisikawan memiliki bukti eksperimental yang jelas.
Menciptakan kembali Big Bang dalam Tabrakan
Para peneliti di MIT dan CERN menciptakan kembali kondisi yang serupa dengan yang terjadi setelah Big Bang dengan menghancurkan ion-ion berat (partikel timbal) bersama-sama dengan kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan cahaya. Tabrakan ini menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk membentuk QGP dalam waktu singkat, yang kemudian terurai menjadi partikel yang lebih familiar.
Inovasi utamanya adalah metode baru untuk menganalisis perilaku quark dalam plasma ini. Alih-alih mencari pasangan quark-antiquark (yang menciptakan bangun yang membingungkan), para ilmuwan berfokus pada tabrakan langka yang menghasilkan quark di samping boson Z netral. Z boson tidak berinteraksi dengan plasma, sehingga memungkinkan para peneliti mengisolasi gelombang yang ditinggalkan oleh quark.
‘Bangun’ Mengungkapkan Perilaku Cairan
Hasilnya meyakinkan: quark yang bergerak melalui QGP melambat dan menimbulkan gangguan seperti perahu yang bergerak di air. Hal ini menegaskan bahwa plasma bukan sekadar kumpulan partikel, melainkan cairan kohesif yang mampu menahan gerakan dan mentransfer energi. Seperti yang dikatakan fisikawan Yen-Jie Lee, “Sekarang kita melihat plasma sangat padat, sehingga mampu memperlambat quark, dan menghasilkan percikan dan pusaran seperti cairan. Jadi plasma quark-gluon benar-benar merupakan sup primordial.”
Mengapa Ini Penting
Memahami perilaku QGP sangat penting karena beberapa alasan:
- Fisika Alam Semesta Awal: Milidetik pertama alam semesta didominasi oleh QGP. Mengetahui sifat-sifatnya membuka wawasan tentang pembentukan materi seperti yang kita ketahui.
- Gaya Fundamental: Cara QGP berperilaku memberikan petunjuk tentang bagaimana gaya nuklir kuat, yang mengikat quark, beroperasi pada suhu dan kepadatan ekstrem.
- Penelitian Masa Depan: Teknik eksperimental yang dikembangkan dalam penelitian ini dapat diterapkan untuk mengeksplorasi tumbukan energi tinggi dan keadaan materi eksotik lainnya.
“Di banyak bidang sains lainnya, cara Anda mempelajari sifat-sifat suatu material adalah dengan mengganggunya dalam beberapa cara, dan mengukur bagaimana gangguan tersebut menyebar dan menghilang,” jelas fisikawan Krishna Rajagopal.
Eksperimen ini tidak hanya mengkonfirmasi sebuah teori; ini memberikan cara baru untuk menyelidiki lingkungan paling ekstrem di alam semesta. Konfirmasi bahwa alam semesta awal memang merupakan kumpulan partikel yang panas dan berputar-putar membuka jalan baru yang menarik untuk memahami asal mula segala sesuatu.
