Neutron Stars Uji Gaya Kelima dan Batasi Partikel Eksotis Baru

Neutron stars adalah sisa dari bintang yang sangat padat, sehingga menciptakan kondisi ekstrem di mana fisikawan dapat menguji teori baru. Salah satu teori tersebut adalah adanya gaya fundamental kelima yang dibawa oleh partikel skalar, sebuah jenis partikel hipotetik tanpa spin yang bisa berinteraksi dengan proton dan neutron di dalam neutron stars.Jika partikel skalar itu nyata, maka mereka akan dihasilkan setiap kali proton dan neutron bertabrakan di dalam neutron stars, sehingga menyebabkan bintang tersebut kehilangan panas lebih cepat dari yang diketahui. Oleh karena itu, astronom menggunakan pengamatan suhu neutron stars selama jutaan tahun untuk mencari tanda-tanda pendinginan ekstra ini sebagai petunjuk adanya gaya kelima.Tim peneliti internasional membangun simulasi yang memasukkan seluruh proses pendinginan yang dikenal, termasuk emisi neutrino dan radiasi permukaan. Mereka menambahkan kemungkinan emisi partikel skalar dan membandingkan hasil simulasi tersebut dengan data pengamatan dari neutron stars seperti kelompok 'Magnificent Seven' dan pulsar PSR J0659 yang terkenal.Hasilnya menunjukkan bahwa suhu neutron stars saat ini cocok dengan model pendinginan standar tanpa adanya pendinginan tambahan yang diharapkan bila ada partikel skalar yang berinteraksi kuat dengan nukleon. Berdasarkan hasil ini, mereka menetapkan batas atas kuatnya interaksi partikel skalar dengan nukleon pada nilai sangat kecil, yaitu 𝑔𝑁≲5×10−14.Penelitian ini menegaskan bahwa meskipun sulit mencari gaya kelima di laboratorium Bumi, pengamatan astronomi dapat memberikan batasan yang sangat ketat dan membantu mengarahkan teori fisika fundamental ke arah yang lebih tepat. Kedepannya, teknologi observasi yang lebih maju dapat membantu menemukan bukti baru atau mempersempit kemungkinan teori baru ini.