Peluncuran Spektrometer GAPS di Antartika: Memburu Antimateri dan Menguak Misteri Materi Gelap

Pada tanggal 16 Desember 2025, sebuah misi ilmiah penting diluncurkan dari hamparan es Antartika menggunakan balon ilmiah berukuran besar. Misi ini dirancang khusus untuk mencari jejak inti antimateri kosmik yang sangat langka. Pesawat yang dikenal sebagai Spektrometer Partikel Antikuantitas Umum (GAPS) ini dilepaskan sebagai bagian dari kampanye tahunan NASA untuk menerbangkan balon berumur panjang. Peluncuran dilakukan dari sebuah pangkalan dekat Stasiun McMurdo, yang dioperasikan oleh National Science Foundation AS, tepatnya di atas Lapisan Es Ross.

Tujuan utama dari ekspedisi ini adalah mencapai ketinggian operasional mencapai 120.000 kaki, atau setara dengan sekitar 36 kilometer di atas permukaan Bumi. Di ketinggian tersebut, atmosfer yang sangat tipis menawarkan kondisi ideal untuk mendeteksi partikel-partikel tersebut. Eksperimen GAPS telah dikalibrasi secara cermat untuk mendeteksi keberadaan antideuteron. Partikel ini dianggap sebagai bukti tidak langsung pertama mengenai sifat partikulat dari materi gelap, yang diperkirakan menyusun lebih dari 80 persen total massa alam semesta kita.

Peluncuran yang sukses, yang terjadi pada pukul 5:30 pagi Waktu Standar Selandia Baru pada tanggal 16 Desember, menandai dimulainya periode observasi yang diperkirakan berlangsung selama beberapa minggu. Selama periode tersebut, balon akan terbang mengelilingi benua Antartika mengikuti arus udara. Keberhasilan peluncuran ini merupakan langkah maju yang signifikan dalam upaya memahami komposisi fundamental kosmos.

GAPS memanfaatkan metodologi inovatif untuk mengidentifikasi antimateri. Teknik ini didasarkan pada pembentukan atom eksotis, diikuti oleh peluruhan atom tersebut yang melepaskan sinar-X, serta pencatatan jejak pion-proton yang dihasilkan dari proses anihilasi. Pendekatan konseptual ini, berbeda dengan spektrometer magnetik konvensional, memberikan sensitivitas tinggi terhadap antimateri berenergi rendah, seperti antiproton dan antideuteron, sambil secara signifikan menekan gangguan latar belakang. Selain itu, batas kekakuan geomagnetik yang rendah di dekat Kutub Selatan semakin meningkatkan kepekaan instrumen terhadap antideuteron berenergi rendah, yang menurut banyak teori materi gelap, seharusnya terdeteksi di rentang energi tersebut.

Proyek GAPS merupakan buah hasil kolaborasi internasional yang solid. Universitas Hawaii di Manoa memegang peran sentral dalam pengembangannya, didukung oleh kontribusi dari institusi terkemuka lainnya seperti Universitas Columbia, Universitas California, Los Angeles (UCLA), dan Universitas Northeastern, bersama dengan mitra dari Jepang, Italia, dan Tiongkok. Profesor Philip von Doetinchem, pemimpin proyek ini, menekankan bahwa eksperimen ini menempatkan Hawaii di garis depan dalam upaya memecahkan salah satu teka-teki terbesar dalam fisika modern. Uji coba teknologi sebelumnya telah mencakup verifikasi konsep di akselerator KEK, Jepang, pada tahun 2005, diikuti oleh uji terbang prototipe (pGAPS) pada Juni 2012.

Misi ini merupakan bagian integral dari kampanye NASA yang lebih luas. Dalam kampanye yang sama, wahana PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations) juga diluncurkan. PUEO adalah proyek pertama yang terpilih di bawah program NASA 'Astrophysics Pioneers', yang bertujuan mendukung penelitian prospektif dengan biaya yang lebih terjangkau. Sementara PUEO berfokus pada deteksi neutrino, GAPS secara spesifik mengincar antimateri, menunjukkan pendekatan yang komprehensif dalam mempelajari alam semesta. Pengumpulan data, yang diperkirakan memakan waktu beberapa minggu, akan menghasilkan batasan yang belum pernah ada sebelumnya untuk model-model materi gelap. Hasil dari GAPS diharapkan dapat mengarah pada deteksi antideuteron kosmik yang definitif pertama, atau setidaknya menyingkirkan berbagai model yang memprediksi kemunculan partikel tersebut dalam rentang energi yang ditargetkan.