Neutrino menjadi salah topik yang mendapatkan penghargaan nobel dalam bidang fisika pada tahun 2015. Neutrino ialah sebutan untuk partikel yang keberadaannya pertama kali diperkenalkan oleh Pauli pada tahun 1930, Pauli mengusulkan partikel neutrino untuk mempertahankan kekekalan energi dan momentum dalam proses peluruhan beta. Neutrino pada proses peluruhan beta diformulasikan oleh Fermi. Fermi juga menjadi orang yang pertama kali memberi nama “neutrino” pada saat konferensi Solvay. Keberadaan partikel Neutrino diamati pertama kali oleh Cowan dan Reines pada reaktor nuklir.Hingga pada saat ini, penelitian tentang Neutrino masih berlanjut dan masih meninggalkan tanda tanya besar bagi para fisikawan.
- Neutrino untuk mengamati reaksi pada reaktor nuklir
Pada reaktor nuklir fisi terjadi peluruhan partikel, pada proses peluruhan partikel ini akan menghasilkan partikel neutrino. Setiap pelepasan energi dari reaksi fisi sekitar 200 MeV, menghasilkan sekitar 2 x 1020 neutrino/detik [5]. Maka jumlah neutrino yang dideteksi oleh detector dapat digunakan untuk memantau berapa banyak energi yang dihasilkan oleh reaktor. Peningkatan jumlah neutrino yang terdeteksi secara tiba-tiba dapat menandakan terjadinya reaksi yang tidak terkontrol dan dapat mengakibatkan terjadinya ledakan.
- Komunikasi menggunakan Neutrino
Neutrino merupakan satu-satunya partikel elementer yang tidak memiliki muatan listrik (elementer : tidak dapat dibagi lagi, dimana proton dan neutron masih dapat dibagi lagi menjadi beberapa partikel penyusunnya). Hal ini menyebabkan neutrino akan sangat sulit berinteraksi dengan materi ketika neutrino tersebut melewati materi. Oleh karena itu, ilmuwan mencoba menggunakan neutrino sebagai perantara informasi dalam komunikasi jarak jauh. Komunikasi menggunakan neutrino sudah dipelajari pada sistem komunikasi kapal selam [6]. Neutrino ditembakan ke arah kapal selam dan informasi yang dikirim dibawa oleh neutrino tersebut. Pengiriman informasi menggunakan bilangan biner (0,1), keberadaan neutrino ditandakan bilangan biner 1 dan ketiadaan neutrino ditandakan dengan bilangan biner 0. Neutrino akan merambat menuju ke kapal selam dengan sedikitnya gangguan dari materi yang dilaluinya, sehingga pengiriman informasi lebih baik dibandingkan menggunakan gelombang elektromagnetik.
- Tomografi struktur bumi
Salah satu sifat eksotis dari neutrino yang baru saja dibuktikan secara eksperimen ialah osilasi neutrino. Neutrino mempunyai 3 jenis flavor: neutrino elektron, neutrino muon, neutrino tau. Pada fenomena osilasi neutrino, Neutrino yang bergerak dengan flavor neutrino elektron dapat berubah menjadi neutrino tau atau neutrino muon, dan begitu sebaliknya. Probabilitas perubahan flavor neutrino juga dipengaruhi oleh materi yang dilaluinya [7]. Hal ini menyebabkan ketika neutrino merambat ke dua medium yang berbeda, maka kemungkinan berubahnya flavor neutrino antara ke dua medium tersebut juga berbeda. Dengan memanfaatkan osilasi neutrino ini, fisikawan mencoba untuk mengaplikasikannya kedalam bidang tomografi struktur bumi [8]. Neutrino yang digunakan dapat berasal dari reaksi fusi pada matahari atau neutrino beam yang ditembakan dari reaktor nuklir.
Sumber:
[1] W. Pauli letter of the 4th of December 1930, Pauli Archive at CERN.
[2] E. Fermi, Tentativo di una Teoria Dei Raggi β, Nuovo Cim. 11, 1 (1934).
[3] Septi`eme Conseil de Physique Solvay (1933): Noyaux Atomiques, Paris.
[4] C.L. Cowan et al., Detection of the free neutrino: A confirmation, Science 124, 103 (1956).
[5] Kim. Yeongduk, Detection of Antineutrinos for Reactor Monitoring, Nuclear Engineering and Technology 48, 285-292 (2016)
[6] P. Huber, Submarine neutrino communication, Phys. Lett B, 692, 268-267 (2010)
[7] A Yu Smirnov, The MSW Effect and Matter Effects in Neutrino Oscillations, Phys. Scr. 2005 57
[8] C. A. Argüelles, M. Bustamante, and A. M. Gago, Searching for cavities of various densities in the Earth’s crust with a low-energy νe β-beam , Mod. Phys. Lett. A 30, 1550146 (2015)