Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Pengurangan Radioaktivitas Bawa Detektor Materi Gelap Lebih Sensitif

Mengurangi radioaktivitas latar belakang dalam detektor materi gelap agar dapat meningkatkan akurasi deteksi sinyal materi gelap yang sangat lemah, sehingga membawa langkah lebih dekat dalam memecahkan misteri materi gelap bagi pembaca dan komunitas ilmiah.

02 Okt 2025, 20.53 WIB

194 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Kemajuan teknologi pemurnian radon sangat penting dalam pencarian materi gelap.
XENONnT berhasil mengurangi interferensi dari radon, mendekati batas deteksi neutrino.
Rencana untuk detektor XLZD menunjukkan potensi untuk penelitian materi gelap yang lebih mendalam di masa depan.

Gran Sasso, Italia - Para ilmuwan yang tergabung dalam XENON Collaboration berhasil membuat kemajuan penting dalam penelitian materi gelap dengan mengurangi tingkat radioaktivitas dalam detektor mereka ke level yang belum pernah tercapai. Detektor yang berisi xenon cair ini ditempatkan jauh di bawah tanah di laboratorium Gran Sasso, Italia, untuk melindungi dari radiasi luar seperti sinar kosmik. Namun, radioaktivitas dari gas radon yang ada di dalam detektor tetap menjadi masalah besar yang mengganggu pengukuran.

Untuk mengatasi masalah tersebut, tim ilmuwan mengembangkan sistem distilasi kriogenik yang dapat menyaring radon dari xenon cair secara efektif. Berkat teknologi ini, konsentrasi atom radon berhasil dikurangi sebanyak empat kali lipat, menjadi sekitar 430 atom per ton metrik. Penurunan ini membuat tingkat latar belakang radiasi serendah yang disebabkan oleh partikel neutrino yang sangat sulit dideteksi.

Dengan demikian, eksperimen XENONnT kini hampir bebas dari gangguan radioaktif, memungkinkan proses pencarian sinyal materi gelap menjadi lebih akurat dan sensitif. Para ilmuwan percaya bahwa kemajuan ini merupakan langkah penting menuju penemuan materi gelap, yang belum pernah ditemukan secara langsung namun dipercaya mengisi sekitar 85% materi di alam semesta.

Keberhasilan teknologi ini juga mendorong rencana pembangunan detektor yang lebih besar dan lebih canggih bernama XLZD, yang akan menampung sepuluh kali jumlah xenon cair dari XENONnT. Dengan skala yang lebih besar dan teknologi penghilangan radon yang sudah terbukti, para peneliti berharap dapat meningkatkan peluang menemukan materi gelap dan memahami sifat-sifatnya lebih dalam.

Proyek ini didukung oleh beberapa lembaga riset Eropa seperti European Research Council dan Kementerian Riset Jerman, menunjukkan pentingnya kolaborasi internasional dalam upaya besar untuk mengungkap misteri terbesar fisika modern. Meskipun penemuan materi gelap belum terjadi, kepercayaan para ilmuwan meningkat bahwa kemajuan teknis akan membawa hasil yang bersejarah suatu saat nanti.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/worlds-most-sensitive-dark-matter-detector

Analisis Ahli

Christian Weinheimer

"Pencapaian ini membuktikan bahwa teknologi pemurnian radon mampu membawa eksperimen detektor materi gelap ke tingkat sensitivitas yang sebelumnya tidak mungkin, memungkinkan kita memasuki era baru penelitian bebas gangguan radioaktif."

Pakar Fisika Partikel Terkenal

"Mengurangi latar belakang radiasi hingga tingkat yang mendekati batas neutrino adalah revolusi dalam desain detektor, yang dapat mempercepat penemuan partikel materi gelap dan membuka wawasan baru mengenai proses fisika fundamental."

Analisis Kami

"Kemajuan ini bukan hanya prestasi teknis, tetapi juga tonggak penting yang menunjukkan bahwa tantangan terbesar dalam eksperimen materi gelap dapat diatasi dengan inovasi teknologi. Namun, meskipun latar belakang radiasi sudah sangat minimal, deteksi langsung materi gelap tetap memerlukan kesabaran dan pengujian yang terus menerus karena sinyalnya sangat langka dan halus."

Prediksi Kami

Dengan teknologi penghilangan radon yang telah terbukti berhasil, eksperimen berikutnya seperti XLZD kemungkinan besar akan mencapai sensitivitas yang jauh lebih tinggi dalam mendeteksi materi gelap, membawa fisika partikel ke babak baru dalam memahami alam semesta.

Pertanyaan Terkait

Apa yang diumumkan oleh Kolaborasi XENON pada 1 Oktober?

Kolaborasi XENON mengumumkan bahwa mereka berhasil mengurangi radioaktivitas latar belakang di dalam detektor ke tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Mengapa radon menjadi tantangan dalam eksperimen detektor materi gelap?

Radon adalah produk peluruhan dari elemen yang dapat menyebabkan sinyal palsu yang menyerupai sinyal materi gelap.

Apa teknologi yang digunakan untuk mengurangi konsentrasi radon?

Tim XENON membangun sistem distilasi kriogenik untuk menghilangkan radon dari xenon cair.

Apa tujuan dari detektor XLZD yang direncanakan?

Tujuan detektor XLZD adalah untuk menyelidiki lebih dalam tentang materi gelap dengan menampung sepuluh kali lebih banyak xenon cair dibandingkan XENONnT.

Mengapa kemurnian yang dicapai dianggap sebagai pencapaian luar biasa?

Kemurnian yang dicapai menunjukkan bahwa teknologi sudah siap untuk langkah berikutnya dalam pencarian materi gelap.