Evolusi Teori Kaluza-Klein Kaitkan Dimensi Bengkok dengan Materi Gelap

Diedit oleh: firstname lastname

Wacana mengenai dimensi ruang ekstra terus menjadi arena subur dalam fisika teoretis, dengan Teori Kaluza-Klein (KK) sebagai fondasi historisnya yang berawal dari hipotesis Theodor Kaluza pada tahun 1919. Kaluza, seorang matematikawan Jerman yang kemudian didukung oleh Albert Einstein, awalnya merumuskan teori ini sebagai upaya klasik untuk menyatukan gravitasi dan elektromagnetisme melalui dimensi kelima yang bersifat mikroskopis. Tantangan utama yang dihadapi teori-teori dimensi ekstra adalah masalah hierarki, yaitu disparitas ekstrem sebesar faktor $10^{24}$ antara kekuatan gravitasi dan gaya fundamental lainnya.

Pada akhir tahun 2025, meskipun bukti langsung dari akselerator partikel masih belum terdeteksi, perkembangan teoretis baru telah mengarahkan fokus ke arah solusi potensial untuk misteri materi gelap. Perkembangan signifikan terjadi pada tahun 1999 ketika Lisa Randall dan Raman Sundrum memperkenalkan model mereka, yang dikenal sebagai model Randall-Sundrum (RS), sebagai respons terhadap model dimensi ekstra universal yang ada saat itu. Model RS mengusulkan geometri bengkok dalam ruang Anti-de Sitter lima dimensi (AdS), di mana partikel-partikel Model Standar terperangkap pada 'brane' empat dimensi kita, sementara graviton dapat menyebar ke dimensi ekstra tersebut. Geometri bengkok ini memungkinkan dimensi ekstra secara efektif besar untuk menjelaskan masalah hierarki, namun tetap menekan efek gravitasi yang teramati di brane kita. Model RS1 memiliki dimensi ekstra berukuran terbatas dengan dua brane, sementara RS2 mengasumsikan satu brane yang terletak tak terhingga jauhnya dalam ruang lima dimensi.

Konteks eksperimental saat ini, yang berpusat pada fasilitas seperti Large Hadron Collider (LHC), hingga penghujung tahun 2025 belum memberikan konfirmasi definitif mengenai keberadaan partikel-partikel yang diprediksi oleh teori dimensi ekstra, seperti graviton masif. Pencarian ini telah berhasil menetapkan batasan ketat pada rentang massa hipotetis partikel-partikel tersebut. Namun, sebuah studi yang diterbitkan pada November 2025 dalam The European Physical Journal C mengalihkan perhatian teoretis dengan menyarankan bahwa fermion yang terdorong ke dalam dimensi kelima yang bengkok dapat bermanifestasi sebagai kandidat materi gelap. Studi ini, yang juga dikaitkan dengan penelitian oleh Prof. Bobby E. Gunara dan timnya di ITB mengenai pemodelan materi gelap di European Physical Journal C, menunjukkan potensi baru dalam kerangka RS untuk mengatasi masalah materi gelap yang belum terpecahkan oleh Model Standar.

Implikasi dari studi November 2025 ini adalah pergeseran strategis dalam fokus eksperimental, beralih dari sekadar mencari energi yang hilang menjadi eksplorasi kandidat materi gelap yang melekat dalam struktur dimensi bengkok. Selain itu, penelitian lanjutan dalam skenario Randall-Sundrum, seperti yang dibahas dalam makalah arXiv Mei 2025, mempertimbangkan kelimpahan sisa materi gelap yang muncul dari mekanisme pembekuan (freeze-out) melalui anihilasi menjadi radion dan graviton. Hal ini menyoroti potensi pengujian skenario ini di eksperimen mendatang, termasuk kemungkinan menyimpulkan jumlah brane jika resonansi graviton Kaluza-Klein terdeteksi. Teori Kaluza-Klein, yang juga pernah dikaitkan dengan kandidat materi gelap melalui paritas KK, tetap menjadi batu penjuru penting yang kini terintegrasi dalam upaya memecahkan dua teka-teki terbesar fisika modern: masalah hierarki dan materi gelap.

15 Tampilan

Sumber-sumber

  • Space.com

  • Popular Mechanics

  • Space

  • NewsBytes

  • Wikipedia

  • Wikipedia

Apakah Anda menemukan kesalahan atau ketidakakuratan?Kami akan mempertimbangkan komentar Anda sesegera mungkin.