Super-Kamiokande, Detektor Neutrino Raksasa yang Menyimpan 50.000 Ton Air Murni

Super-Kamiokande yang menampung 50.000 ton air murni di Jepang.(Dok. Kamioka Observatory, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo)

Super-Kamiokande yang tersembunyi hampir 1 kilometer di bawah Gunung Ikeno, Jepang, menjadi pusat riset neutrino dunia. Tangki raksasanya berisi 50.000 ton air ultra-murni untuk menangkap partikel yang sulit dideteksi.

Super-Kamiokande, atau Super-K, merupakan detektor neutrino yang didesain untuk menangkap partikel subatomik yang hampir mustahil dideteksi. Neutrino dapat menembus materi padat tanpa hambatan, membuatnya hanya dapat diamati jika fasilitas penelitian terlindung dari gangguan partikel lain. 

Salah satu tugas utama Super-K adalah mendeteksi neutrino yang dilepas bintang sebelum meledak menjadi supernova.

“Neutrino tersebut muncul sesaat sebelum bintang runtuh, sehingga Super-K berfungsi layaknya sistem peringatan dini bagi peristiwa langka tersebut,” ujar Dr Yoshi Uchida dari Imperial College London. Meski begitu, peluangnya kecil, supernova yang dapat dijangkau detektor hanya terjadi sekitar sekali setiap tiga dekade.

Fasilitas ini juga terlibat dalam eksperimen besar di Jepang bernama T2K. Dari Tokai di pesisir timur, para peneliti menembakkan sinar neutrino sejauh 295 kilometer menembus bawah tanah menuju Super-K. Tujuannya adalah mempelajari bagaimana neutrino berubah atau berosilasi saat menembus materi. Sebuah kunci untuk memahami ketidakseimbangan antara materi dan anti-materi sejak awal penciptaan alam semesta. 

Secara fisik, Super-K tampak seperti ruangan silinder yang menjulang setinggi gedung 15 lantai. Tangki raksasa ini menampung 50.000 ton air ultra-murni, medium yang memungkinkan neutrino memunculkan kilatan cahaya ketika bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di dalam air. Kilatan tersebut dideteksi oleh sekitar 11.000 tabung pengganda cahaya berwarna emas yang tersusun rapi di dinding tangki. 

Namun, air yang sangat murni itu bukan tanpa bahaya, air ultra-murni memiliki sifat kimia agresif dan dapat mengikis zat yang bersentuhan dengannya. Beberapa ilmuwan pernah mengalami hal ini secara langsung. Dr Matthew Malek dari Universitas Sheffield bercerita bahwa ujung rambutnya yang tanpa sengaja terendam air menyebabkan rasa gatal luar biasa beberapa jam kemudian, akibat hilangnya nutrisi rambut yang larut. 

Dalam peristiwa lain, para peneliti menemukan kunci pas yang tertinggal sejak 1995 telah larut sepenuhnya di dasar tangki. Di tengah tantangan tersebut, penelitian neutrino terus berkembang. 

Para ilmuwan kini menyiapkan proyek penerus, Hyper-Kamiokande, yang ditargetkan mulai beroperasi sekitar 2026. Detektor baru ini akan memiliki volume 20 kali lebih besar dari Super-K dan dilengkapi hampir 100.000 sensor cahaya. Jika berhasil, fasilitas tersebut diharapkan mampu memberi pemahaman lebih dalam tentang asal usul materi dan evolusi alam semesta. (businessinsider.com/Z-10)