Fisikawan telah menempatkan batasan baru pada seberapa besar neutrino yang sulit ditemukan bisa menjadi, salah satu partikel terkecil yang diketahui di alam semesta – batasan yang membuat partikel subatom lain terlihat sebesar lubang hitam dibandingkan. Dalam sebuah hasil baru yang diterbitkan minggu ini di jurnal Science, para peneliti telah menetapkan batas atas baru pada massa partikel mungil ini: tidak lebih dari 0,45 elektron volt (eV). Untuk konteks, itu kurang dari satu juta massa sebuah elektron, yang memiliki massa sebesar 511.000 eV yang merupakan ukuran yang sangat besar. Jadi, ya – neutrino sangat ringan. Triliun neutrino melewati tubuh Anda setiap detik, tetapi mereka sangat kecil dan sangat lemah berinteraksi sehingga Anda tidak merasakan apa pun. Neutrino adalah satu-satunya partikel dasar yang massa-nya tetap tidak diketahui, meskipun masih ada pertanyaan tentang seberapa baik partikel dasar tersebut berinteraksi dengan Model Standar. Menentukan massa neutrino dengan tepat bisa memberikan wawasan mendalam tentang hukum-hukum alam semesta. Apakah neutrino mendapatkan massa mereka dari boson Higgs, seperti halnya partikel lain? Atau ada mekanisme yang benar-benar baru yang berperan?
Masuklah pada Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment, atau KATRIN, sebuah ruang vakum berbentuk balon zeppelin sepanjang 23 meter. Para ilmuwan memantau peluruhan radioaktif tritium di dalam ruang vakum tersebut; ketika tritium membusuk, ia meludahkan elektron dan antineutrino. Para peneliti tidak bisa mengukur antineutrino secara langsung (mereka berlalu melalui materi seolah-olah itu tidak ada), tetapi mereka dapat (dan melakukannya) mempelajari energi elektron yang tersisa untuk membuat inferensi tentang massa partikel yang hilang. Setelah menganalisis 259 hari data, tim KATRIN berhasil memotong perkiraan terbaik mereka sebelumnya untuk massa neutrino (0,8 eV) hampir separuh. Namun mereka belum selesai; pada saat keseluruhan dataset 1.000 hari diolah, tim berharap dapat menurunkan batas massa itu menjadi 0,3 eV, bahkan mungkin 0,2 eV.
Neutrino masih memiliki banyak trik di lengan subatom mereka. Seperti fisikawan Susanne Mertens dari Institut Max Planck mengatakan, pengukuran Kolaborasi KATRIN ini bisa menjadi pintu belakang ke fisika baru – dan mungkin pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana alam semesta awal berkembang. Pada bulan Februari, tim yang berbeda mendeteksi neutrino paling energik (juga disebut “partikel hantu” karena sifatnya yang misterius) di kedalaman Laut Mediterania, menunjukkan bahwa partikel tersebut mungkin dipancarkan oleh interaksi antara materi dan latar belakang mikro gelombang kosmik – cahaya tertua yang terlihat di alam semesta. Jika massa neutrino lebih besar – sekitar satu elektronvolt – KATRIN bisa menemukan nilai sebenarnya. Tetapi dengan partikel yang begitu kecil, detektor baru dan ditingkatkan – KATRIN++ – mungkin diperlukan untuk mengukur massa-nya dengan tepat.
Beberapa hal dalam hidup tidak pasti, tetapi di antara hal-hal yang dapat diharapkan adalah kematian, pajak, dan neutrino menjadi lebih kecil dari sebelumnya.