Sebuah bola raksasa yang tersembunyi ratusan meter di bawah gunung di China selatan baru saja menangkap sinyal dari “partikel hantu” alias neutrino-dan temuan awalnya membuat komunitas fisika dunia terhenyak. Detektor tersebut adalah Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), fasilitas neutrino terbesar di dunia yang baru beroperasi penuh sejak akhir Agustus 2025.
Terletak 700 meter di bawah permukaan tanah di dekat Guangdong, JUNO menampung 20.000 ton cairan scintillator ultra-jernih dalam bola setinggi gedung perkantoran. Ketika neutrino, partikel hampir tak bermassa yang menembus triliunan tubuh manusia setiap info, kebetulan berinteraksi dengan proton di cairan tersebut, muncul kilatan cahaya kecil yang direkam oleh lebih dari 43.000 tabung photomultiplier (PMT).
Skalanya sangat masif-detektornya 20 kali lebih besar dari KamLAND Jepang, dan memiliki sensitivitas yang belum pernah ada sebelumnya.
Meski baru mengumpulkan data efektif selama 59 hari (26 Agustus-2 November 2025), JUNO langsung memberikan kejutan. Pengukuran awalnya menemukan bahwa neutrino dari Matahari berperilaku sedikit berbeda dibanding neutrino yang dihasilkan reaktor nuklir terdekat.
Ketidaksesuaian halus ini sebenarnya pernah dicurigai sebelumnya, tetapi data JUNO kini mengonfirmasinya dengan presisi 1,6 kali lebih baik daripada gabungan seluruh eksperimen terdahulu.
“Pencapaian presisi ini hanya dalam dua bulan operasi menunjukkan bahwa JUNO bekerja sesuai desain,” kata Wang Yifang, manajer proyek sekaligus juru bicara JUNO dari Institute of High Energy Physics (IHEP), Chinese Academy of Sciences.
Model Standar fisika partikel-teori utama yang menggambarkan bagaimana partikel fundamental bekerja-memprediksi perilaku neutrino dengan ketat. Ketidaksesuaian yang ditangkap JUNO, meski masih pada level 1,5 sigma (belum signifikan secara statistik).
Ini bisa menandakan fisika baru di luar Model Standar, atau setidaknya celah dalam pemahaman kita saat ini.
Model Standar fisika partikel awalnya menganggap neutrino tidak bermassa. Eksperimen di Jepang dan Amerika Serikat kemudian membuktikan bahwa neutrino bisa berosilasi antar tiga “flavor” (elektron, muon, dan tau) saat melintas ruang angkasa.
Osilasi ini menyiratkan neutrino memiliki massa, tapi kita belum tahu berapa besarnya atau urutan massanya (normal hierarchy atau inverted hierarchy).
“Mengapa materi bisa bertahan setelah Big Bang, bukannya musnah oleh antimateri?”
“Urutan massa adalah gerbang menuju pertanyaan ultimate: mengapa kita ada di sini,” ujar Sam Zeller, wakil direktur proyek neutrino raksasa DUNE di Amerika Serikat, kepada Physics Today.
JUNO mengamati pola osilasi halus antineutrino reaktor dari dua PLTN-Yangjiang dan Taishan-yang berjarak 53 km. Setelah enam tahun pengumpulan data, tim berharap dapat menentukan urutan massa dengan kepercayaan 3 sigma.
Eksperimen ini melibatkan kolaborasi internasional besar: lebih dari 700 ilmuwan dari 74 institusi di 17 negara. “Keberhasilan JUNO mencerminkan komitmen dan kreativitas komunitas internasional kami,” ujar Marcos Dracos dari University of Strasbourg dan CNRS/IN2P3, Prancis.
Karena energi antineutrino reaktor rendah, JUNO memerlukan kalibrasi sangat presisi. Detektor harus mencapai resolusi energi 3% pada 1 MeV dengan ketidakpastian kurang dari 1%. Hasil awal menunjukkan JUNO bahkan melampaui spesifikasi desainnya sejak awal.
Persaingan ramah antar benua sedang berlangsung. DUNE di AS menargetkan pengukuran definitif 5 sigma, sementara Hyper-Kamiokande di Jepang akan menggabungkan neutrino atmosfer dan akselerator.
Ke depan, setelah menentukan urutan massa, JUNO akan membuka pintu baru di fisika, astrofisika, dan geofisika bumi. Detektor ini cukup sensitif untuk menangkap sinyal neutrino pertama dari supernova terdekat, memberikan peringatan dini bagi astronom sebelum ledakan bintang terlihat.
JUNO juga akan mempelajari geoneutrino dari peluruhan radioaktif di kerak dan mantel Bumi, untuk mengungkap berapa banyak panas yang dihasilkan planet kita dari dalam.
“JUNO akan terus menghasilkan hasil penting dan melatih generasi fisikawan baru selama puluhan tahun mendatang,” kata Cao Jun, direktur IHEP.
Setiap tujuan ini mendorong batas yang sama: apa yang bisa diceritakan neutrino tentang asal-usul materi, energi, dan segala yang kita lihat di alam semesta. Dengan temuan awal ini, JUNO telah membuktikan diri sebagai salah satu instrumen sains paling powerful di abad ke-21.
Baru Dua Bulan Beroperasi, Sudah Bikin Ilmuwan Kaget
Tanda Fisika Baru di Luar Model Standar?
Misi Utama: Menentukan Urutan Massa Neutrino
“Mengapa materi bisa bertahan setelah Big Bang, bukannya musnah oleh antimateri?”
“Urutan massa adalah gerbang menuju pertanyaan ultimate: mengapa kita ada di sini,” ujar Sam Zeller, wakil direktur proyek neutrino raksasa DUNE di Amerika Serikat, kepada Physics Today.
JUNO mengamati pola osilasi halus antineutrino reaktor dari dua PLTN-Yangjiang dan Taishan-yang berjarak 53 km. Setelah enam tahun pengumpulan data, tim berharap dapat menentukan urutan massa dengan kepercayaan 3 sigma.
Eksperimen ini melibatkan kolaborasi internasional besar: lebih dari 700 ilmuwan dari 74 institusi di 17 negara. “Keberhasilan JUNO mencerminkan komitmen dan kreativitas komunitas internasional kami,” ujar Marcos Dracos dari University of Strasbourg dan CNRS/IN2P3, Prancis.
Karena energi antineutrino reaktor rendah, JUNO memerlukan kalibrasi sangat presisi. Detektor harus mencapai resolusi energi 3% pada 1 MeV dengan ketidakpastian kurang dari 1%. Hasil awal menunjukkan JUNO bahkan melampaui spesifikasi desainnya sejak awal.
Persaingan ramah antar benua sedang berlangsung. DUNE di AS menargetkan pengukuran definitif 5 sigma, sementara Hyper-Kamiokande di Jepang akan menggabungkan neutrino atmosfer dan akselerator.
Ke depan, setelah menentukan urutan massa, JUNO akan membuka pintu baru di fisika, astrofisika, dan geofisika bumi. Detektor ini cukup sensitif untuk menangkap sinyal neutrino pertama dari supernova terdekat, memberikan peringatan dini bagi astronom sebelum ledakan bintang terlihat.
JUNO juga akan mempelajari geoneutrino dari peluruhan radioaktif di kerak dan mantel Bumi, untuk mengungkap berapa banyak panas yang dihasilkan planet kita dari dalam.
“JUNO akan terus menghasilkan hasil penting dan melatih generasi fisikawan baru selama puluhan tahun mendatang,” kata Cao Jun, direktur IHEP.
Setiap tujuan ini mendorong batas yang sama: apa yang bisa diceritakan neutrino tentang asal-usul materi, energi, dan segala yang kita lihat di alam semesta. Dengan temuan awal ini, JUNO telah membuktikan diri sebagai salah satu instrumen sains paling powerful di abad ke-21.
Misi Utama: Menentukan Urutan Massa Neutrino
