LHC bisa menjadi Mesin Waktu Pertama di Dunia

Jumat, 18 Maret 2011 - Bila teori terbaru dari Tom Weiler dan Chui Man Ho benar, LHC (Large Hadron Collider) – penumbuk atom terbesar di dunia yang mulai beroperasi secara teratur tahun lalu – bisa menjadi mesin pertama yang mampu menyebabkan materi bergerak mundur dalam waktu.

---

“Teori kami memang jauh dari dugaan,” aku Weiler, yang merupakan profesor fisika di Universitas Vanderbilt, “namun ia tidak melanggar satupun hukum fisika atau kendala eksperimental.”

Salah satu tujuan utama LHC adalah menemukan boson Higgs: partikel yang diajukan para fisikawan untuk menjelaskan mengapa partikel seperti proton, neutron dan elektron memiliki massa. Bila LHC berhasil memproduksi boson Higgs, sebagian ilmuan meramalkan bahwa ia akan menciptakan partikel kedua, yang disebut singlet Higgs, di saat yang bersamaan.

Menurut teori Weiler dan Ho, singlet ini harusnya memiliki kemampuan melompat ke dimensi kelima dimana mereka dapat bergerak maju atau mundur dalam waktu dan kembali muncul di masa depan atau masa lalu.

Ilustrasi teori perjalanan waktu singlet. Saat sepasang proton bertumbukan dalam LHC, ledakan yang dihasilkan dapat menciptakan partikel tipe khusus, yang disebut singlet Higgs, yang mampu berjalan maju dan mundur dalam waktu. Ia melakukan itu dengan meninggalkan ruang tiga dimensi biasa untuk berjalan dalam dimensi ekstra. (Credit: Jenni Ohnstad / Vanderbilt)

“Salah satu hal menarik mengenai pendekatan mesin waktu ini adalah ia menghindari semua paradoks besar,” kata Weiler. “Karena perjalanan waktu terbatas pada partikel khusus ini, tidaklah mungkin bagi manusia untuk berjalan mundur ke masa lalu dan membunuh orang tuanya sebelum ia sendiri lahir, misalnya. Walau begitu, bila ilmuan dapat mengendalikan produksi singlet Higgs, mereka dapat mengirim pesan ke masa lalu atau ke masa depan.”

Melepaskan tempelan “brane“

Ujian teori peneliti ini adalah apakah para fisikawan yang memonitor LHC mulai melihat partikel singlet Higgs dan produk peluruhannya muncul secara spontan. Bila mereka memang mengamati demikian, Weiler dan Ho percaya kalau mereka telah diproduksi oleh partikel-partikel yang mundur dalam waktu untuk muncul sebelum tumbukan memproduksinya.

Teori Weiler dan Ho berdasarkan pada teori M, sebuah “teori segalanya.” Sejumlah kecil fisikawan teoritis telah mengembangkan teori M hingga titik dimana ia dapat mengakomodasi sifat semua gaya dan partikel sub atom yang diketahui, termasuk gravitasi, namun ia memerlukan 10 atau 11 dimensi bukannya empat yang familiar dengan kita. Hal ini membawa pada saran kalau alam semesta kita mungkin seperti selaput empat dimensi atau “brane” yang mengambang dalam ruang waktu multi dimensi yang disebut “bulk”.

Menurut pandangan ini, balok pembangun dasar alam semesta kita terjebak secara permanen dalam brane ini dan karenanya tidak dapat bergerak ke dimensi lain. Walau begitu, ada sejumlah pengecualian. Sebagian berpendapat kalau gravitasi, misalnya, lebih lemah dari gaya dasar lainnya karena ia berdifusi ke dimensi lain. Pengecualian lainnya adalah singlet Higgs yang diajukan itu, yang merespon gravitasi namun tidak pada gaya dasar lainnya.

Jawabannya ada pada neutrino?

Weiler mulai mempelajari perjalanan waktu enam tahun lalu untuk menjelaskan anomali yang teramati pada beberapa eksperimen dengan neutrino. Neutrino dinamakan partikel hantu karena mereka langka sekali bereaksi dengan materi biasa: triliunan neutrino menghantam tubuh kita tiap detik, namun kita tidak menyadarinya karena mereka menembus tanpa mempengaruhi kita.

Weiler dan koleganya Heinrich Päs dan Sandip Pakvasa di Universitas Hawaii datang dengan penjelasan anomali ini berdasarkan keberadaan partikel hipotesis yang disebut neutrino steril. Dalam teori, neutrino steril bahkan lebih sulit dideteksi daripada neutrino biasa karena mereka hanya berinteraksi dengan gaya gravitasi. Sebagai hasilnya, neutrino steril adalah partikel lain yang tidak menempel ke brane dan karenanya mestinya mampu bergerak melewati dimensi ekstra.

Weiler, Päs dan Pakvasa mengajukan kalau neutrino steril bergerak lebih cepat dari cahaya dengan mengambil jalan pintas lewat dimensi ekstra. Menurut teori relativitas umum Einstein, ada kondisi khusus dimana bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya itu setara dengan bergerak mundur dalam waktu. Hal ini membawa para fisikawan ke dunia spekulatif perjalanan waktu.

Idenya mempengaruhi fiksi ilmiah

Tahun 2007, para peneliti, bersama rekanan pasca sarjana Vanderbilt, James Dent, mengeluarkan makalah berjudul “Neutrino Time Travel (Perjalanan waktu neutrino)” yang membangkitkan sejumlah sensasi.

Gagasan mereka mengalir ke dua novel fiksi ilmiah. Final Theory karya Mark Alpert, yang dinyatakan oleh New York Times sebagai versi fisika dari The Da Vinci Code,” yang berdasarkan pada ide para ilmuan mengenai neutrino yang mengambil jalan singkat melewati dimensi ekstra. Novel karya Joe Haldeman The Accidental Time Machine adalah mengenai mahasiswa pasca sarjana MIT yang melakukan perjalanan waktu dan memuat catatan pengarang yang menjelaskan hubungan novel ini dengan tipe mesin waktu yang dijelaskan oleh Dent, Päs, Pakvasa dan Weiler.

Ho adalah rekan pasca sarjana yang bekerja dengan Weiler. Teori mereka dijelaskan dalam sebuah makalah yang diterbitkan tanggal 7 maret di situs penelitian arXiv.org.

Sumber berita

Vanderbilt University.

Referensi jurnal :

Ho, C.M., Weiler, T.J.   Causality-Violating Higgs Singlets at the LHC. arXiv.org, 2011; [link]