PARA fisikawan di Large Hadron Collider (LHC) milik CERN masih terus melanjutkan perburuan salah satu objek paling misterius di alam semesta: lubang hitam kuantum yang berumur sangat pendek. Penemuan objek mikroskopis ini diyakini dapat menjadi kunci untuk menjembatani dua pilar fisika modern dan membawa ilmuwan pada Theory of Everything atau “Teori Segalanya”.
Saat ini, ilmuwan dihadapkan pada ketidakcocokan antara dua teori besar. Teori Relativitas Umum karya Albert Einstein sangat berhasil menjelaskan gravitasi dan objek-objek berskala besar seperti bintang dan galaksi. Di sisi lain, Mekanika Kuantum menguasai dunia subatomik yang sangat kecil. Namun, kedua teori ini saling bertentangan ketika coba digabungkan. Lubang hitam kuantum dinilai menjadi tempat ideal untuk menguji batas kedua teori tersebut secara bersamaan.
Di LHC, akselerator partikel terbesar dan terkuat di dunia yang membentang sepanjang 27 kilometer di bawah perbatasan Prancis dan Swiss, para peneliti membenturkan proton dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Tubrukan berenergi sangat tinggi ini dirancang untuk meniru kondisi sesaat setelah Big Bang, tempat di mana materi dan energi terkompresi secara ekstrem.
Jika teori dimensi ekstra dalam fisika benar, energi yang dihasilkan dari benturan proton di LHC berpotensi memampatkan materi hingga membentuk lubang hitam mikro atau lubang hitam kuantum. Tidak seperti lubang hitam astrofisika di ruang angkasa yang terbentuk dari runtuhnya bintang bermassa besar dan bertahan hingga miliaran tahun, lubang hitam kuantum berukuran mikroskopis dan diperkirakan hanya bertahan dalam hitungan fraksi detik.
Menurut teori yang dicetuskan Stephen Hawking, lubang hitam menyusut dan meluruh dengan memancarkan radiasi yang dikenal sebagai Radiasi Hawking. Semakin kecil ukuran lubang hitam, semakin cepat pula proses peluruhannya. Oleh karena itu, lubang hitam mikro yang mungkin tercipta di LHC akan langsung meluruh seketika dan meledak menjadi jejak partikel-partikel standar seperti foton, elektron, dan kuark.
Meskipun lubang hitam kuantum belum pernah terdeteksi sejak LHC mulai beroperasi, para fisikawan tidak berkecil hati. Pengumpulan data terus dilakukan seiring dengan peningkatan energi dan intensitas tubrukan (luminosity) pada eksperimen-eksperimen utama di LHC, seperti detector ATLAS dan CMS.
Keberadaan atau ketiadaan fenomena ini memberikan batasan ilmiah yang sangat penting. Jika lubang hitam kuantum akhirnya berhasil dideteksi melalui jejak radiasi peluruhannya, hal tersebut akan mengonfirmasi keberadaan dimensi spasial ekstra dan membuktikan teori gravitasi kuantum. Sebaliknya, jika tetap tidak ditemukan, data tersebut membantu para ilmuwan mempersempit parameter teori fisika di luar Model Standar (Standard Model). (Space/Z-2)