-Apparently we only know a little about the universe-
Saya ingin berbagi kabar bahagia. Kami (kolaborasi Hall-C di JLAB) baru saja publish di Nature. Sebelum bercerita tentang isi paper ini, saya ingin bernostalgia tentang satu peristiwa yang terjadi sekitar seratus tahun lalu.
1909 – Manchester
Di kota yang kini terkenal dengan drama sepak bolanya, Rutherford beserta dua asistennya (Geiger dan Marsden) bereksperimen dengan menembakan partikel alpha ke satu lempeng emas tipis. Nyaris semua partikel alpha menembus lurus lempeng emas tersebut, sebagian kecil sedikit terbelokan. Namun ada segelintir yang terpental balik. Segelintir ini berjumlah 1 dari 8000. Jadi dari 8000 partikel alpha yang ditembakan, ada satu yang terpental balik. Untungnya Rutherford tidak menganggap anomali ini sebagai kesalahan eksperimen. Rutherford menganggap serius anomali partikel alpha yang terpental balik ini meski jumlahnya sangat kecil.
And the rest is history. Dari Eksperimen ini kita paham bahwa muatan positif atom tidak tersebar merata diseluruh volume atom (seperti semangka dengan biji semangka adalah elektron) melainkan terkonsentrasi dan sangat padat diintinya. Kita juga paham bahwa sebagian besar atom adalah kosong. Sebagai gambaran, jika inti atom adalah kelereng yang diletakan di tengah lapangan bola, maka elektron mengitari inti atom dari pinggir lapangan bola. Tidak ada apapun diantara elektron yang di pinggir lapangan dan inti atom berukuran kelereng di tengah lapangan (gambaran klasik yang disederhanakan tentunya).
Anomali partikel Alpha yang terpental balik, meski hanya 1 dari 8000 merevolusi pemahaman kita akan struktur atom.
2019 – Virginia
Eksperimen ini dilakukan di Jefferson Lab, Virginia sekitar satu tahun sebelum pandemik. Tujuan dari eksperimen ini adalah mengukur “electromagnetic polarizabilities” dari proton. Anggap kita punya bola dengan 5 muatan positif dan 5 muatan negatif yang bercampur dan tersebar merata. Lalu kita tembakan medan listrik kedalam bola tersebut. Maka muatan positif dan muatan negatif yang tadinya bercampur dan tersebar merata akan terpisah, saling menjauh. Seberapa jauh muatan positif dan negatif terpisah bergantung “electromagnetic polarizabilities” dari bola tersebut.
Eksperimen ini bertujuan mengukur “electromagnetic polarizabilities” dari bola proton, inti atom bermuatan positif yang terdiri dari Quarks dan Gluon yang saling berinteraksi dan mengikat.
Problemnya adalah hasil pengukuran berbeda dengan teori. Bukan hanya dengan satu atau dua teori, melainkan semua teori/model.
Ada anomali misterius yang belum terjelaskan. Apakah anomali ini akan membawa revolusi fisika seperti halnya 1 dari 8000 partikel alpha yang terpental balik pada eksperimen Rutherford?
We will see. Tapi ini adalah undangan (dan tantangan) terbuka untuk semua Nuclear Theorist.