Satelit SNAPPY Awali Era Baru Pengamatan Matahari Lewat Partikel Neutrino

Fenomena ini terjadi karena neutrino hampir tidak memiliki massa dan hanya berinteraksi melalui gaya nuklir lemah serta gravitasi. Peluang sebuah neutrino bertumbukan dengan atom sangat kecil, sehingga sebagian besar langsung menembus materi seolah-olah ruang kosong.

Selama lebih dari enam dekade, para ilmuwan mengatasi tantangan tersebut dengan membangun detektor berukuran raksasa jauh di bawah permukaan tanah. Fasilitas seperti Super-Kamiokande di Jepang, Sudbury Neutrino Observatory di Kanada, maupun Borexino di Italia ditempatkan di tambang atau terowongan bawah tanah agar terlindung dari radiasi sinar kosmik yang dapat mengganggu pengukuran.

Melalui observatorium-observatorium tersebut, ilmuwan berhasil membuktikan bahwa neutrino dapat berubah “identitas” atau mengalami osilasi selama perjalanan dari Matahari ke Bumi—penemuan yang kemudian diganjar Hadiah Nobel Fisika pada 2015.

Namun, metode bawah tanah juga memiliki keterbatasan. Selain membutuhkan infrastruktur yang sangat besar dan mahal, detektor tetap harus menghadapi berbagai sumber radiasi latar belakang yang menyulitkan identifikasi sinyal neutrino.

Mengapa Harus dari ­Luar Angkasa?

Inilah alasan SNAPPY menjadi menarik. Alih-alih memperbesar ukuran detektor, tim peneliti mencoba pendekatan berbeda, yaitu menguji apakah detektor mini dapat beroperasi langsung di luar angkasa. SNAPPY membawa prototipe detektor berbobot hanya sekitar 0,2 kilogram, terdiri atas empat kristal pendeteksi yang dirancang sangat sensitif terhadap interaksi partikel berenergi rendah.

Detektor tersebut dibungkus pelindung berbahan campuran epoksi dan serbuk tungsten yang memiliki kerapatan tinggi sehingga mampu meredam radiasi yang tidak diinginkan tanpa menambah bobot satelit secara berlebihan.

Sistem elektronik berdaya rendah yang dikembangkan secara khusus juga memungkinkan instrumen membaca sinyal yang sangat lemah sekaligus membedakannya dari gangguan partikel bermuatan yang jauh lebih banyak di orbit Bumi.

Menurut makalah terbaru tim pengembang, SNAPPY ditempatkan pada orbit kutub di ketinggian sekitar 450 kilometer. Jalur orbit ini dipilih karena memungkinkan satelit melewati berbagai lingkungan radiasi yang berbeda, termasuk wilayah di sekitar sabuk radiasi Van Allen. Kondisi tersebut menjadi laboratorium alami untuk mengetahui apakah sistem pendeteksi mampu tetap bekerja stabil ketika menghadapi paparan radiasi luar angkasa.

Memanfaatkan Galium

Salah satu inovasi penting pada SNAPPY adalah penggunaan isotop galium sebagai material pendeteksi. Ketika neutrino berinteraksi dengan inti atom galium, akan terjadi reaksi nuklir yang menghasilkan pola peluruhan radioaktif khas. Peristiwa ini menghasilkan dua pulsa sinyal yang muncul secara berurutan dalam rentang waktu yang sangat singkat.

Pola tersebut menjadi “sidik jari” yang membantu sistem mengenali interaksi neutrino sekaligus membedakannya dari jutaan sinyal lain yang berasal dari sinar kosmik atau radiasi latar belakang. Meskipun probabilitas interaksi neutrino tetap sangat kecil, keberhasilan mendeteksi pola tersebut akan menjadi bukti bahwa sistem miniatur seperti SNAPPY dapat digunakan sebagai dasar pengembangan observatorium neutrino generasi berikutnya.

Tidak Hanya Mencari ­Neutrino