Apa Benda yang Memiliki Kecepatan Tertinggi di Dunia?

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Mulai dari peluncuran pesawat luar angkasa, mobil balap yang melaju di lintasan, seekor cheetah meluncur menuju mangsanya, Bumi penuh dengan hal-hal berkecepatan tinggi. Tapi apa hal yang tercepat di dunia? 

Kandidat teratas adalah neutrino dan foton, yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Dalam ruang hampa, cahaya bergerak dengan kecepatan sekitar 186 ribu mil per detik (300 ribu kilometer per detik). Tidak ada apa pun di alam semesta yang kita ketahui, yang dapat melebihi kecepatan ini.

Namun, apakah ringan itu berpengaruh? Fisikawan tidak sepenuhnya menyetujui hal ini. Ada yang bilang ‘tidak’, karena cahaya tidak mempunyai massa. Yang lain mengatakan ‘ya’, karena kekhasan mekanika kuantum, cahaya secara bersamaan merupakan gelombang dan partikel. Dan sebagian besar fisikawan sepakat bahwa partikel adalah benda.

Menurut fisikawan di Universitas Utah, John Matthews, di ruang hampa, partikel-partikel yang disebut foton itu, merupakan benda tercepat.

Di Bumi, segalanya menjadi sedikit lebih rumit, kecuali kita berada di ruang vakum. Begitu foton menyentuh atmosfer bumi, kecepatannya sedikit melambat. “Dan kemudian, dalam kondisi yang tepat, mungkin akan terjadi persaingan. Itu karena tidak semua partikel diperlambat oleh atmosfer seperti halnya foton,” kata Matthews dilansir Live Science, Senin (4/3/2024).

Matthews adalah bagian dari tim yang telah mendeteksi beberapa partikel sangat cepat yang berasal dari sinar kosmik berenergi ultra tinggi, hujan partikel subatom yang menghujani Bumi dari luar angkasa. Salah satu partikel ini, yang dijuluki partikel Oh-My-God, terdeteksi oleh rekan-rekannya pada 1991, dari sinar kosmik berenergi tertinggi yang belum terlihat.

“Partikel seperti ini mulai bergerak mendekati kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Namun ketika mereka menghantam atmosfer bumi, sesuai sifatnya, mereka terus melaju. Jadi kecepatannya melebihi kecepatan cahaya di atmosfer,” kata Matthews.

Hal ini membuat partikel Oh-My-God menjadi salah satu benda bermassa tercepat di Bumi, namun itu tidak berada pada posisi paling atas. “Neutrino merupakan yang tercepat di dunia,” ujar fisikawan partikel di Universitas Wisconsin-Madison, Justin Vandenbroucke.

Partikel Oh-My-God mungkin adalah sebuah proton, atau setidaknya mirip proton yang cukup besar pada skala partikel subatom. Massa neutrino setidaknya memiliki 10 miliar kali lebih kecil dari massa proton, sehingga berkat hukum dasar fisika, neutrino dapat bergerak lebih cepat jika diberi jumlah energi yang sama.

Meskipun secara teori neutrino dapat....

Namun meskipun secara teori neutrino dapat bergerak sangat cepat, namun dalam praktiknya cukup sulit untuk menentukannya. “Neutrino terkenal pemalu,” kata Vandenbroucke.

Dalam eksperimen jangka panjang di Kutub Selatan (yang diberi nama IceCube), fisikawan telah menempatkan detektor di dalam bongkahan es berukuran 0,2 mil kubik (1 kilometer kubik), dengan harapan menemukan neutrino berenergi tinggi.

Di dalam es, neutrino dengan energi yang cukup dapat bergerak lebih cepat dibandingkan kecepatan cahaya. Ketika neutrino berenergi tinggi tersebut bertabrakan dengan inti atom di dalam es, ia dapat menghasilkan partikel subatom bermuatan yang juga bergerak lebih cepat daripada cahaya. Partikel-partikel cepat ini memancarkan kilatan cahaya yang dikenal sebagai radiasi Cherenkov, sehingga neutrino dapat terdeteksi secara tidak langsung.

Dan pada 2016, para ilmuwan IceCube mendeteksi neutrino berenergi tertinggi yang telah dievaluasi secara cermat. “Sejauh yang kami tahu, ini adalah partikel tercepat yang pernah ada,” kata fisikawan di Laboratorium Nasional Los Alamos, Bill Louis.