Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Universitas Zurich dan Universitas Ibrani Yerusalem telah memperkenalkan eksperimen QROCODILE, yang berhasil mencapai sensitivitas rekor dalam pencarian partikel materi gelap ringan. Eksperimen ini menggunakan detektor superkonduktor yang didinginkan hingga mendekati nol mutlak, memungkinkan para peneliti menetapkan batas baru dalam interaksi partikel materi gelap ringan dengan materi biasa. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal bergengsi Physical Review Letters.
Materi gelap, yang diperkirakan membentuk sekitar 85% dari total massa alam semesta, tetap menjadi salah satu misteri terbesar dalam fisika. Sifatnya yang tidak terlihat dan tidak berinteraksi dengan radiasi elektromagnetik menjadikannya sangat sulit untuk dideteksi. Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah berupaya keras untuk menangkap setidaknya satu dari partikel-partikel yang sulit dipahami ini. Eksperimen QROCODILE (Quantum Resolution-Optimized Cryogenic Observatory for Dark matter Incident at Low Energy) menunjukkan pendekatan baru dalam pencarian materi gelap "ringan".
Inti dari eksperimen ini adalah detektor superkonduktor canggih yang mampu mengukur deposisi energi yang sangat lemah, hingga 0,11 elektron-volt. Sensitivitas ini jutaan kali lebih rendah daripada energi yang biasanya terdeteksi dalam eksperimen fisika partikel dasar. Kemampuan ini membuka jalan baru untuk menguji keberadaan partikel materi gelap yang sangat ringan, dengan massa ribuan kali lebih kecil dari yang dipelajari dalam eksperimen sebelumnya. Selama eksperimen ilmiah yang berlangsung lebih dari 400 jam pada suhu mendekati nol mutlak, tim mencatat sejumlah kecil sinyal yang belum dapat dijelaskan.
Meskipun peristiwa-peristiwa ini belum dapat dikonfirmasi sebagai manifestasi materi gelap—mereka bisa saja disebabkan oleh sinar kosmik atau radiasi latar belakang alami—hasil ini sudah memungkinkan penetapan batas interaksi baru untuk partikel materi gelap ringan dengan elektron dan inti atom. Keunggulan tambahan dari eksperimen ini terletak pada kemampuannya untuk menentukan arah sinyal yang masuk. Mengingat Bumi bergerak melalui galaksi, diharapkan partikel materi gelap akan lebih sering datang dari satu arah. Pembaruan di masa depan dapat memungkinkan para ilmuwan membedakan sinyal materi gelap yang sebenarnya dari kebisingan latar belakang acak, yang merupakan langkah krusial menuju penemuan akhirnya.
Profesor Yonit Hochberg dari Racah Institute of Physics di Universitas Ibrani, salah satu ilmuwan terkemuka dalam proyek ini, menyatakan, "Untuk pertama kalinya, kami telah menetapkan batas baru untuk keberadaan partikel materi gelap yang sangat ringan. Ini adalah langkah awal yang penting menuju eksperimen yang lebih besar yang pada akhirnya dapat mencapai deteksi langsung yang telah lama ditunggu-tunggu." Fase selanjutnya dari proyek ini, NILE QROCODILE, akan semakin meningkatkan sensitivitas detektor dan memindahkan eksperimen ke bawah tanah untuk melindunginya dari sinar kosmik. Kemajuan ini mencerminkan upaya berkelanjutan dalam komunitas ilmiah untuk memahami salah satu komponen paling fundamental namun paling misterius di alam semesta kita, dengan harapan dapat membuka tabir rahasia materi gelap yang telah lama tersembunyi.