WASHINGTON - Neutrino adalah partikel kecil yang dapat menembus apa pun, jarang berinteraksi dengan materi. Mereka adalah partikel paling melimpah di alam semesta, dan triliunannya menembus tubuh kita setiap detik tanpa kita sadari. Namun, para ilmuwan masih berjuang untuk memahaminya.

Sebuah studi baru yang menggabungkan hasil dari dua eksperimen neutrino besar di Jepang dan Amerika Serikat kini menawarkan beberapa informasi terbaik hingga saat ini tentang partikel-partikel halus ini.

Neutrino, yang terbentuk di tempat-tempat seperti inti matahari dan bintang yang meledak, hadir dalam tiga jenis, atau "rasa," dan dapat berubah dari satu ke yang lain - disebut osilasi - saat bergerak. Studi baru ini memberikan wawasan tentang perbedaan massa antara jenis-jenis neutrino, sebuah pertanyaan kunci yang belum terjawab.

Neutrino adalah partikel elementer, yang berarti mereka tidak terbuat dari sesuatu yang lebih kecil, menjadikannya salah satu blok penyusun fundamental kosmos. Tidak seperti beberapa partikel lain seperti proton dan elektron, neutrino tidak memiliki muatan listrik.

Jadi, mengapa penting untuk memahami neutrino? Neutrino mungkin menjadi kunci untuk mengungkap misteri-misteri tertentu tentang alam semesta, seperti asal usul materi dan prevalensinya di kosmos dibandingkan antimateri, sifat materi gelap dan energi gelap, serta cara kerja supernova.

Eksperimen NOvA mengirimkan berkas neutrino bawah tanah sekitar 810 km dari sumbernya di Laboratorium Akselerator Nasional Fermi milik Departemen Energi AS di dekat Chicago ke sebuah detektor di Ash River, Minnesota. Eksperimen T2K mengirimkan berkas neutrino sekitar 295 km melalui kerak Bumi dari sumbernya di kota pesisir Tokai di Jepang ke sebuah detektor di kota Kamioka.

Kedua eksperimen ini mengeksplorasi osilasi neutrino tetapi menggunakan energi neutrino yang berbeda, jarak yang berbeda, dan detektor yang dirancang berbeda. Dengan menggabungkan temuan dari hampir satu dekade pengamatan NOvA dan T2K, para peneliti membuat kemajuan pesat dalam pemahaman neutrino, yang dipresentasikan dalam sebuah studi yang diterbitkan pada hari Rabu di jurnal Nature.

"Sekilas, terdapat pertanyaan tentang apakah hasil T2K dan NOvA kompatibel atau tidak. Kami mengetahui bahwa keduanya sangat kompatibel," kata fisikawan Universitas Negeri Michigan, Kendall Mahn, juru bicara tim peneliti T2K.

Para ilmuwan belum mengetahui massa ketiga jenis neutrino atau bahkan yang paling ringan, sebuah isu yang disebut para ilmuwan sebagai "pengurutan massa neutrino" yang memiliki implikasi besar bagi fisika.

"Meskipun kita masih harus menunggu sedikit lebih lama untuk mengetahui neutrino mana yang paling ringan, studi ini mengukur celah massa yang sangat kecil antara dua dari tiga neutrino dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya - ketidakpastian kurang dari 2% - menjadikannya salah satu pengukuran paling presisi untuk parameter ini yang pernah dicapai," kata fisikawan Universitas Negeri Ohio dan ilmuwan NOvA, Zoya Vallari.

Kedua eksperimen ini juga menyelidiki apakah neutrino dan partikel pasangannya, yang disebut antineutrino, berubah dari satu jenis ke jenis lainnya secara berbeda.

"Pertanyaan itu sangat penting karena dapat membantu menjelaskan salah satu misteri terbesar dalam fisika: mengapa alam semesta sebagian besar terdiri dari materi, bukan antimateri. Pada Big Bang, materi dan antimateri seharusnya ada dalam jumlah yang sama dan saling menghancurkan. Namun entah bagaimana, materi menang, dan kita ada di sini karenanya," kata Vallari.

Menjawab pertanyaan mendasar tentang alam semesta membutuhkan presisi dan keyakinan statistik yang sangat tinggi, kata Vallari, dan generasi eksperimen neutrino skala besar lainnya akan segera hadir.

Eksperimen DUNE yang dipimpin Fermilab sedang dibangun di Illinois dan South Dakota. Hyper-Kamiokande sedang dibangun di Prefektur Gifu, Jepang. Upaya lain yang sudah berjalan termasuk proyek di Tiongkok yang disebut JUNO dan teleskop yang menangkap neutrino yang datang dari luar angkasa seperti KM3NeT dan IceCube. "Neutrino memiliki sifat yang unik, dan kami masih mempelajari banyak hal tentangnya," kata Mahn.