3 months ago
48
Para ilmuwan menggunakan fenomena "gempa bintang" untuk mempelajari sifat materi nuklir dalam bintang neutron.(freepik)
PARA ilmuwan menggunakan "gempa bintang,” peristiwa seismik seperti gempa bumi, tetapi pada bintang neutron, untuk mendapatkan wawasan baru tentang sisa-sisa bintang yang sangat padat ini. Sebuah studi baru-baru ini yang dipimpin Universitas Bath menunjukkan getaran kosmik ini dapat mengubah pemahaman kita tentang bintang neutron dan sifat materi nuklir.
Dengan mempelajari getaran yang dikenal sebagai asteroseismologi, para peneliti dapat menantang teori yang ada dalam fisika nuklir dan astronomi. Dalam jangka panjang, penelitian ini juga dapat memiliki aplikasi praktis di bidang-bidang seperti kesehatan, keamanan, dan energi.
Sebuah tim fisikawan internasional, termasuk Dr. David Tsang dan Dr. Duncan Neill dari Universitas Bath, bersama dengan rekan-rekan dari Texas A&M dan Universitas Ohio, melakukan penelitian. Temuan mereka yang diterbitkan dalam Physical Review C, mengeksplorasi bagaimana mengukur gempa bintang dapat menguji teori kunci tentang materi nuklir dan perilakunya dalam kondisi ekstrem.
Para ilmuwan menemukan mengukur gempa-gempa ini dari Bumi menggunakan teleskop yang kuat memberikan informasi terperinci tentang apa yang terjadi di dalam bintang neutron. Ini membantu menguji dan memvalidasi teori yang disebut Teori Medan Efektif Chiral, yang pada gilirannya merupakan kunci untuk meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta dan memajukan cara kita hidup di planet kita.
Tujuan utama bagi para ilmuwan nuklir saat ini adalah memperdalam pemahaman mereka tentang sifat dan perilaku materi nuklir, seperti proton dan neutron. Pemahaman yang disempurnakan ini sangat penting untuk meningkatkan pengetahuan mereka tentang blok bangunan dasar alam semesta dan kekuatan yang mengaturnya.
“Temuan kami menjanjikan untuk menambah, atau mengubah, alat yang digunakan oleh fisikawan nuklir, dan mendekatkan astronomi dan fisika nuklir,” kata penulis utama, peneliti pascadoktoral Dr. Neill.
"Hasil ini memperjelas pentingnya pengamatan astronomi untuk fisika nuklir, membantu menghubungkan bidang penelitian yang secara tradisional terpisah,” ujar Dr. Neill.
Dengan membantu pengembangan teori nuklir, temuan dari penelitian ini berkontribusi pada upaya yang pada akhirnya dapat menghasilkan manfaat bagi kesehatan, keamanan, dan solusi energi dengan cara-cara berikut:
- Kesehatan: Dengan meningkatkan teknik seperti terapi radiasi dan pencitraan diagnostik.
- Keamanan Nasional: Dengan memastikan pemeliharaan dan pengembangan senjata nuklir yang aman dan terjamin.
- Energi Nuklir: Dengan membantu pengembangan energi nuklir yang aman dan efisien, yang mengarah pada peningkatan reaktor nuklir dan sumber energi baru yang berpotensi.
Pentingnya Bintang Neutron dalam Sains
Bintang neutron adalah sisa-sisa mati dari bintang-bintang masif yang membakar semua bahan bakarnya. Benda-benda ini runtuh di bawah gravitasi mereka sendiri, menjadi benda kompak yang mengandung materi terpadat di alam semesta.
Kondisi ekstrem ini berarti sifat-sifat materi di dalamnya dapat memberikan informasi penting tentang sifat fundamental materi, yang tidak dapat diperoleh dengan mempelajari materi dalam eksperimen yang terikat di Bumi.
Saat ini, salah satu teknik paling populer untuk memodelkan materi nuklir dalam kondisi ekstrem adalah metode yang disebut “Teori Medan Efektif Kiral,” seperti halnya teori apa pun, penting untuk menguji prediksinya untuk memastikan itu konsisten dengan fisika nyata.
Astroseismologi: Pengubah Permainan untuk Astronomi dan Fisika
Namun, mengukur bintang neutron secara akurat yang sangat jauh sangat menantang. Karena tantangan-tantangan ini, para ilmuwan sering fokus mempelajari karakteristik dasar dan skala besar mereka daripada detail yang lebih halus. Akibatnya, sulit untuk menguji secara menyeluruh teori ilmiah spesifik tentang bintang neutron.
"Kami mengusulkan, dalam waktu dekat, asteroseismologi dapat digunakan untuk mendapatkan detail terperinci tentang materi di dalam bintang neutron, dan dengan demikian menguji teori-teori seperti Teori Medan Efektif Kiral," kata Dr. David Tsang, rekan penulis studi tersebut.
Peluang Baru dengan Teknologi yang Ada
Duncan Neill menambahkan teknik asteroseismik yang kami usulkan memiliki keuntungan menggunakan instrumen yang sudah beroperasi, memberikan aplikasi baru untuk teleskop yang ada dan memperluas alat fisika nuklir tanpa memerlukan pengembangan baru yang mahal.
“Seiring perkembangan pekerjaan ini, kita mungkin menemukan bahwa kita dapat menggunakan asteroseismologi untuk menentukan sifat-sifat materi pada berbagai kepadatan di dalam bintang neutron, memungkinkan astronomi memimpin dalam memandu pengembangan teknik fisika nuklir baru. Kami berharap untuk memperluas penelitian kami dalam asteroseismologi di Bath, melihat seberapa banyak hal itu dapat memberi tahu kami,” sambung Ducan Neill. (Scitechdaily/Z-3)
