Misteri Asal Usul Massa Proton dan Neutron Terkuak Lewat Studi Baru

Para ilmuwan telah lama bertanya-tanya bagaimana proton dan neutron mendapatkan massa mereka. Meskipun mekanisme Higgs berhasil menjelaskan massa partikel dasar seperti quark 'mentah', mekanisme ini hanya menyumbang kurang dari 2% dari massa total proton dan neutron. Hal ini menjadi sebuah teka-teki penting dalam fisika modern. Penelitian terkini yang dilakukan di Jefferson Lab menghubungkan teori Quantum Chromodynamics (QCD) dengan data eksperimen selama hampir 30 tahun. QCD menjelaskan bahwa massa sebagian besar berasal dari interaksi kuat antara partikel fundamental dalam proton dan neutron, terutama melalui fenomena gluon yang berinteraksi satu sama lain. Quark mentah yang hampir tanpa massa berubah menjadi quark 'berlapis' yang jauh lebih masif akibat interaksi terus-menerus dengan gluon dan quark lain. Proses ini meningkatkan massa quark dari beberapa MeV menjadi sekitar 400 MeV, sehingga struktur proton secara keseluruhan memiliki massa sekitar 1 GeV. Dalam penelitian ini, para ilmuwan menggunakan metode Continuum Schwinger yang menggabungkan teori dan eksperimen dengan bantuan detector CLAS12 di Jefferson Lab. Data dari eksperimen baru menunjukkan bahwa mekanisme pembentukan massa ini bekerja dalam skala yang lebih luas dibandingkan yang diperkirakan sebelumnya. Meskipun hasil ini merupakan kemajuan besar, para peneliti masih berencana untuk menggunakan upgrade teknologi fasilitas Jefferson Lab untuk memahami secara penuh bagaimana massa hadron terbentuk di semua skala jarak. Penelitian ini membawa kita lebih dekat untuk memahami asal-usul massa materi di alam semesta.