Sebuah penelitian terbaru dari Universitas Johns Hopkins menyatakan bahwa lubang hitam supermasif—raksasa kosmik yang bersembunyi di pusat galaksi—mungkin sudah menghasilkan jenis tabrakan partikel berenergi tinggi yang selama puluhan tahun coba diciptakan oleh para peneliti di Bumi.
Diterbitkan hari ini di Physical Review Letters, studi ini mengusulkan bahwa beberapa lubang hitam berputar dapat berfungsi sebagai akselerator partikel alami, bahkan melebihi kemampuan Large Hadron Collider (LHC). Ini temuan penting, terutama karena pendanaan riset fisika fundamental semakin langka di Amerika Serikat, sementara rencana untuk pembangunann collider generasi berikutnya masih jauh di masa depan.
Selama sekitar satu dekade, para ahli berteori bahwa lubang hitam supermasif bisa melakukan ini, kata Andrew Mummery, fisikawan teoritis dari Universitas Oxford dan penulis studi, kepada Gizmodo. Namun penelitiannya mencoba memvalidasi teori ini dengan mencari skenario alami yang memicu perilaku lubang hitam seperti supercollider. Memahami proses ini bisa membuka jalan baru untuk meneliti materi gelap dan partikel-partikel sulit ditangkap lainnya.
"Salah satu harapan terbesar dari particle colliders seperti LHC adalah menemukan partikel materi gelap, tapi belum ada buktinya," jelas Joseph Silk, astrofisikawan dari Johns Hopkins, Universitas Oxford, dan Institut Astrofisika Paris, dalam rilis dari Johns Hopkins. "Itulah sebabnya ada pembahasan untuk membangun supercollider generasi berikutnya yang jauh lebih kuat. Namun, sementara kita menginvestasikan $30 miliar dan menunggu 40 tahun untuk membangunnya—alam mungkin sudah memberikan gambaran masa depan melalui lubang hitam supermasif."
Di LHC, proton-proton ditabrakan dengan kecepatan mendekati cahaya untuk mengungkap blok pembangun realitas—dan mungkin, menemukan materi gelap, substansi misterius yang menyusun sekitar 85% massa alam semesta. Tapi ternyata, lubang hitam mungkin sudah memproduksi partikel-partikel sulit ini di alam liar.
Beberapa lubang hitam supermasif berputar begitu cepat hingga dapat melontarkan jet plasma dengan kecepatan luar biasa. Dalam studi baru mereka, Mummery dan Silk memodelkan apa yang terjadi di tepi lubang hitam berputar ini, di mana aliran gas ganas dapat melemparkan partikel ke dalam tabrakan kacau, mirip seperti collider buatan manusia.
"Sebagian partikel dari tabrakan ini masuk ke dalam lubang hitam dan hilang selamanya," kata Silk. "Tapi karena energi dan momentumnya, sebagian juga terpental keluar, dan partikel yang keluar inilah yang dipercepat hingga mencapai energi yang belum pernah terlihat sebelumnya."
Secara teori, partikel ultra-energetik yang melesat di ruang angkasa ini bisa dideteksi oleh observatorium di Bumi seperti IceCube di Antartika atau teleskop KM3NeT di bawah Laut Mediterania, yang keduanya sudah mendeteksi partikel hantu bernama neutrino. Awal tahun ini, peneliti KM3NeT mengumumkan temuan neutrino paling energetik yang pernah tercatat—langkah potensial untuk memahami perilaku partikel energetik dan fana ini.
Dengan pemahaman lebih dalam tentang bagaimana partikel berenergi tinggi ini terbentuk di tepi lubang hitam supermasif, Mummery kini bertujuan untuk menyelidiki sifat mereka. Mengetahui apa sebenarnya yang lolos dari kekosongan kosmik ini bisa menjadi pendekatan alami dan hemat biaya sebagai pelengkap collider tradisional, sekaligus membuka jalan baru untuk mengungkap sifat materi gelap.
(Ada 2 kesalahan/typo yang sengaja dimasukkan dalam teks ini.)