Peneliti mengumumkan terobosan dalam deteksi materi gelap kuantum
Para ilmuwan telah mengembangkan sensor kuantum baru yang dapat meningkatkan pencarian partikel materi gelap yang sulit ditangkap. Inovasi ini, yang dirinci dalam studi terbaru, menjanjikan peningkatan sensitivitas dalam mendeteksi partikel masif interaksi lemah, atau WIMPs. Kemajuan ini dibangun atas dekade penelitian fisika partikel.
Sebuah tim fisikawan dari Universitas Zurich dan kolaborator di CERN mengungkapkan sensor kuantum baru yang dirancang khusus untuk deteksi materi gelap pada 1 Oktober 2025. Perangkat ini memanfaatkan perangkat interferensi kuantum superkonduktor (SQUIDs) untuk mengukur fluktuasi medan magnet kecil yang mungkin disebabkan oleh WIMPs yang melintasi Bumi.
Penelitian ini, yang diterbitkan di jurnal Nature, berasal dari eksperimen yang dilakukan selama tiga tahun terakhir di fasilitas Large Hadron Collider (LHC). Peneliti utama Dr. Elena Rossi menjelaskan signifikansinya: "Sensor ini mencapai pengurangan kebisingan sebesar 50% dibandingkan teknologi sebelumnya, memungkinkan kami untuk menyelidiki lebih dalam ruang parameter di mana materi gelap mungkin bersembunyi." Studi melaporkan bahwa sensor mendeteksi sinyal anomali dalam 15% dari uji coba, meskipun diperlukan verifikasi lebih lanjut.
Konteks latar belakang mengungkapkan bahwa materi gelap, yang menyusun sekitar 27% dari massa-energi alam semesta, tetap tidak terdeteksi meskipun upaya ekstensif sejak 1970-an. Detektor tradisional seperti yang ada dalam eksperimen Xenon1T menghasilkan hasil nol, mendorong inovasi dalam teknologi kuantum. Pendekatan baru ini mengintegrasikan keterkaitan kuantum untuk memperkuat sinyal, sebuah metode yang pertama kali diteorikan pada 2018.
Implikasinya mendalam bagi kosmologi dan fisika partikel. Jika dikonfirmasi, sensor ini dapat mengonfirmasi model WIMP, membentuk ulang teori pembentukan alam semesta. Namun, tantangan tetap ada: tim mencatat bahwa kebisingan lingkungan dari sinar kosmik mengganggu 20% pengukuran, memerlukan laboratorium bawah tanah berlindung untuk penerapan masa depan.
Penulis bersama Prof. Marcus Klein menambahkan, "Meskipun menjanjikan, ini baru permulaan; penskalaan akan menuntut kolaborasi internasional." Proyek ini menerima dana dari European Research Council, dengan prototipe sudah dipasang di Laboratorium Nasional Gran Sasso di Italia. Tidak ada kontradiksi langsung yang muncul dalam pelaporan, karena studi ini selaras dengan data LHC sebelumnya.
Perkembangan ini datang di tengah minat yang meningkat terhadap aplikasi kuantum di luar komputasi, berpotensi mempercepat penemuan dalam fisika fundamental.