in ,

Laser Raksasa Menciptakan Kembali Supernova yang Eksplosif dan Misterius

Ketika salah satu eksperimen Hye-Sook Park berjalan dengan mulus, semua orang di sekitar tahu. “Kami bisa mendengar teriakan Hye-Sook,” Park mendengar rekan-rekannya berkata demikian.

Tidak mengherankan jika dia tidak bisa menahan kegembiraannya. Dia melihat dari dekat bintang yang meledak, atau supernova, fenomena yang begitu dahsyat sehingga kekuatannya sulit diungkapkan dengan kata-kata.

Daripada mempelajari ledakan ini dari jarak jauh melalui teleskop, Park, seorang fisikawan di Lawrence Livermore National Laboratory di California, menciptakan sesuatu yang mirip dengan ledakan paroksismal menggunakan laser energi tertinggi di dunia.

Sekitar 10 tahun yang lalu, Park dan rekan-rekannya memulai pencarian untuk memahami fitur supernova yang menarik dan selama ini kurang dipahami: Gelombang kejut yang terbentuk setelah ledakan dapat mendorong partikel, seperti proton dan elektron, ke wilayah yang begitu ekstrem.

“Guncangan supernova dianggap sebagai salah satu akselerator partikel terkuat di alam semesta,” urai fisikawan plasma Frederico Fiuza dari SLAC National Accelerator Laboratory di Menlo Park, California, yang menjadi salah satu kolaborator Park dalam eksperimennya.

Beberapa partikel itu akhirnya menghantam Bumi, setelah lari maraton cepat melintasi jarak kosmik. Para ilmuwan merasa bingung sedari lama terlebih soal bagaimana gelombang seperti itu memberikan kecepatan yang sangat besar kepada partikel energik.

Sekarang, Park dan kolega akhirnya menciptakan gelombang kejut bergaya supernova di laboratorium dan menyaksikannya mengirimkan partikel-partikel yang meluncur cepat, mengungkapkan kemungkinan petunjuk baru tentang bagaimana itu terjadi di semesta kosmos.

Membawa supernova turun ke Bumi dapat membantu memecahkan misteri alam semesta lainnya, seperti asal-usul medan magnet kosmik. Dan ada alasan lain yang lebih eksistensial, yakni fisikawan terpesona oleh supernova. Ledakan ini menyediakan beberapa blok bangunan dasar yang diperlukan untuk keberadaan para fisikawan.

“Besi dalam darah kita berasal dari supernova,” imbuh fisikawan plasma Carolyn Kuranz dari University of Michigan di Ann Arbor, yang juga mempelajari supernova di laboratorium. “Kami benar-benar diciptakan dari bintang.”

Sebagai mahasiswa pascasarjana di tahun 1980-an, Park mengerjakan eksperimen 600 meter di bawah tanah di tambang garam, yang dikerjakan di bawah Danau Erie di Ohio. Disebut IMB untuk Irvine-Michigan-Brookhaven, eksperimen itu tidak dirancang untuk mempelajari supernova.

Tapi para peneliti itu beruntung. Sebuah bintang meledak di galaksi satelit Bima Sakti, dan IMB menangkap partikel yang terlontar dari letusan itu. Para pembawa pesan dari ledakan kosmik, partikel subatomik ringan yang disebut neutrino, mengungkapkan banyak informasi baru tentang supernova.

Tetapi supernova di sekitar kosmik jarang terjadi. Beberapa dekade kemudian, Park tidak menunggu acara keberuntungan kedua.

Sebaliknya, Park dan yang timnya menggunakan laser yang sangat kuat untuk menciptakan kembali fisika yang terlihat setelah ledakan supernova. Laser menguapkan target kecil, yang dapat dibuat dari berbagai bahan, seperti plastik. Pukulan itu menghasilkan ledakan plasma yang bergerak cepat, campuran partikel bermuatan, yang meniru perilaku plasma yang meletus dari supernova.

Ledakan bintang dipicu saat bintang masif menghabiskan bahan bakar dan intinya runtuh serta melambung. Lapisan luar bintang meledak ke luar dalam sebuah ledakan yang dapat melepaskan lebih banyak energi daripada yang akan dilepaskan oleh matahari selama 10 miliar tahun masa hidupnya. Aliran keluar memiliki energi kinetik 100 quintillion yottajoule yang tak terduga.

Supernova juga dapat terjadi ketika bintang mati yang disebut bintang putih dinyalakan kembali, misalnya setelah menyedot gas dari bintang pendamping, yang menyebabkan ledakan reaksi nuklir lepas kendali.

Article by