Detektor Sinar Kosmik AMS Diterbangkan ke Luar Angkasa

Berikut adalah terjemahan bebas dari artikel di physicsworld.com.

Sebuah piranti pendeteksi sinar kosmik – dan bahkan mungkin sekaligus melacak kehadiran Dark Matter – telah mengorbit pada wahana Endeavour. Detektor tersebut bernama Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), hasil rancangan nobelis fisika Samuel Ting. AMS akan segera diinstal pada stasiun ruang angkasa internasional ISS (International Space Station). Ting merancang AMS pada tahun 90-an, tapi mengalami sejumlah kendala sehingga tertunda, salah satunya karena musibah yang menimpa ruang angkasa Columbia saat masuk ke atmosfer Bumi tahun 2003.

Peluncuran AMS juga menandai akhir dari era eksplorasi ruang angkasa karena ini adalah misi terakhir program wahana ulang-alik NASA – pertama kali adalah misi Columbia pada April 1981. Peluncuran dilakukan dari Kennedy Space Center di Florida disaksikan oleh Presiden Amerika Serikat Barack Obama, yang memimpin perayaan peringatan 30 tahun program wahana ruang angkasa NASA.

Detektor AMS, yang bernilai USD 2 milyar dan dengan berat 7 ton, menggunakan magnet silinder 0,15 Tesla, diameter 1 meter, dan tinggi 1 meter. Magnet ini berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel yang datang berdasarkan momentum dan muatan. Arah pembelokan gerak partikel di dalam medan magnet bergantung apakah partikel tersebut materi atau antimateri, sedangkan gradien pembelokkan ditentukan oleh kecepatan partikel tersebut. Dengan demikian, detektor dapat membedakan jenis-jenis partikel yang beraneka ragam dalam sinar kosmik.

Pencarian Dark Matter

Para fisikawan secara khusus tertarik dengan positron berenergi tinggi (positron adalah anti-partikel dari elektron), yang dapat dihasilkan dari tumbukan partikel Dark Matter di dalam galaksi Bimasakti. Namun, kemampuan AMS untuk mendeteksi Dark Matter mengundang kontroversi. Magnet di dalam detektor seharusnya adalah piranti superkonduktor dengan kekuatan medan magnet 0,87 Tesla, yang menghabiskan waktu hampir satu dekade untuk rancangan dan pembuatannya. Tapi, pada tahun 2010, para ilmuwan tiba-tiba memutuskan untuk memakai magnet permanen yang lebih lemah yang telah diuji coba di luar angkasa pada tahun 1998.

Perubahan ini dibuat untuk merespons keputusan ilmuwan memperpanjang masa kerja ISS sampai tahun 2020 atau lebih. Magnet superkonduktor hanya memiliki suplai helium cair (untuk pendingin) selama tiga tahun, sehingga dapat membuat AMS tidak berfungsi pada sebagian besar masa kerja ISS. Sebagai tambahan, uji coba AMS di CERN pada awal 2010 menunjukkan bahwa detektor tersebut lebih panas daripada yang diharapkan – sehingga membuat helium cepat habis.

Meskipun sejumlah kritikan mengklaim bahwa konfigurasi baru ini hanyamengurangi kemampuan detektor untuk menemukan Dark Matter, sebagian ilmuwan lain yakin bahwa perubahan mendadak ini justeru akan memberikan kegagalan.

Strangelets

AMS juga dapat mendeteksi strangelets, yaitu materi yang terdiri dari kumpulan quark up, down, dan strange dengan kerapatan yang luar biasa besar. Jenis baru materi ini pertama kali diusulkan oleh Edward Witten pada tahun 1984, tapi belum pernah ditemukan di dalam eksperimen. Strangelets dapat dihasilkan oketika sinar kosmik berenergi tinggi menghantam atmosfer Bumi. Partikel-partikel ini diperkirakan memiliki rasio massa-muatan yang sangat tinggi, yang berarti mereka seharusnya bergerak lurus dalam detektor AMS.

AMS menggunakan serangkaian lembaran silikon yang diletakkan nyaris berhimpitan di sepanjang lobang magnet. Lembaran silikon ini bertugas untuk mendapatkan posisi partikel selama mereka bergerak di dalam magnet. Untuk mengoptimalkan pergantian magnet sebanyak mungkin, tim AMS telah menggeser dua dari lembaran silikon ini keluar lobang magnet. Para peneliti AMS mengklaim bahwa resolusi momentum dari konfigurasi baru ini (dengan magnet permanen) berada di dalam 10% dari yang mungkin dihasilkan oleh magnet superkondutor.

Tim AMS juga mengatakan bahwa perpanjangan masa eksperimen membuat AMS dapat mengumpulkan data enam kali lebih banyak dan meningkatkan kemungkinan untuk melihat kejadian-kejadian langka sinar kosmik,. Sebagai tambahan, jangkauan misi ini dapat diperluas sepanjang siklus utuh Matahari, sehingga juga dapat mempelajari efek Matahari terhadap fluks sinar kosmik.

Berita terakit di Nature News:

 

 

 

 

 

 

 

Author: febdian RUSYDI

a physicists, a faculty, a blogger.

Leave a Reply