Eksperimen ALPHA CERN Tingkatkan Produksi Antihidrogen Delapan Kali Lipat

Kolaborasi ALPHA di CERN, pusat penelitian nuklir Eropa yang berlokasi di Swiss, mengumumkan kemajuan signifikan dalam fisika eksperimental pada 18 November 2025. Terobosan teknologi tersebut berhasil meningkatkan laju produksi atom antihidrogen sebanyak delapan kali lipat di fasilitas Pabrik Antihidrogen mereka.

Peningkatan drastis ini dicapai melalui pengembangan metode pendinginan simpatik yang canggih untuk partikel positron, komponen kunci dalam sintesis antimateri. Secara tradisional, positron yang dikumpulkan dari sumber natrium-22 dan ditahan dalam perangkap Penning didinginkan melalui sirkulasi medan elektromagnetik, sebuah proses yang dinilai kurang efisien untuk penggabungan optimal dengan antiproton guna membentuk antihidrogen.

Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, tim ALPHA, yang juru bicaranya adalah Jeffrey Hangst, mengintegrasikan awan ion berilium yang didinginkan laser ke dalam perangkap. Proses pendinginan simpatik ini secara efektif menurunkan suhu awan positron secara substansial, yang memungkinkan pembentukan antihidrogen yang jauh lebih efisien. Dengan teknik baru ini, kolaborasi ALPHA kini mampu menghasilkan lebih dari 15.000 atom antihidrogen hanya dalam beberapa jam, sebuah angka yang menurut Hangst akan dianggap fiksi ilmiah satu dekade lalu.

Hasil ini merepresentasikan lompatan teknologi yang mengubah studi antimateri dari kondisi kelangkaan menjadi ketersediaan yang relatif lebih melimpah. Peningkatan kuantitas ini secara langsung mempercepat garis waktu untuk pengujian simetri fundamental, salah satu tujuan utama eksperimen tersebut. Eksperimen ALPHA, yang didirikan pada akhir 2005 sebagai penerus proyek ATHENA, memiliki mandat untuk memproduksi, menjebak, dan mempelajari atom antihidrogen untuk perbandingan langsung dengan atom hidrogen biasa.

Tujuan utama eksperimen ini adalah menguji simetri CPT dengan membandingkan spektrum atom hidrogen dan antihidrogen, sebuah upaya untuk memahami misteri asimetri materi dan antimateri di alam semesta. Kemampuan untuk memproduksi antihidrogen dalam jumlah yang lebih besar memungkinkan analisis spektrum antimateri yang lebih mendalam, yang berpotensi mengurangi kesalahan sistematis dalam pengukuran. Selain itu, data yang dihasilkan mendukung eksperimen terkait seperti ALPHA-g, yang menyelidiki efek gravitasi pada antimateri, sejalan dengan prediksi prinsip kesetaraan lemah.

Secara kosmologis, penelitian ini krusial karena berupaya menjawab pertanyaan mengapa alam semesta didominasi oleh materi, padahal teori awal menunjukkan materi dan antimateri seharusnya tercipta dalam jumlah setara setelah Big Bang. Kemajuan teknologi di CERN ini membuka babak baru dalam eksplorasi sifat-sifat dasar alam semesta melalui pengujian hipotesis mengenai ketidakseimbangan materi-antimateri.