Solusi medan baru dalam teori string heterotik energi lemah (Nara sumber : Haryanto M. Siahaan, Ph.D.)

Teori string dianggap oleh banyak ilmuwan fisika sebagai teori pamungkas yang menjelaskan seluruh aspek alam semesta secara utuh. Menurut teori string, partikel fundamental bukanlah objek titik yang berdimensi nol, tetapi tali-tali kecil yang bergetar dalam aneka frekuensi. Saat supersimetri dimasukkan dalam meracik teori string, maka didapatlah teori superstring. Sebelum dilakukan kompaktifikasi, teori superstring ini membutuhkan 10 dimensi ruang-waktu.

Ada beberapa macam tipe superstring yang dikenal dewasa ini, diantarnya tipe I, tipe IIA, tipe IIB, tipe heterotik, dan lain-lain. Namun, Edward Witten yang dianggap oleh khalayak luas sebagai “dewa” dalam teori string ini mencetuskan bahwa semua tipe teori superstring ini adalah kasus khusus dari teori M (huruf M biasanya dianggap sebagai singkatan dari Mother, namun ada beberapa orang yang menganggap M tersebut adalah kebalikan dari huruf W yang merupakan inisial si pencetus teori). Namun demikian, bentuk lengkap dan utuh dari teori M sendiri hingga saat ini belum benar-benar ditemukan.

Berdasarkan asumsi bahwa teori superstring ini relevan dengan alam, maka agar benar-benar mungkin berkaitan dengan kenyataan, teori ini perlu dikompaktifikasi agar “hidup” dalam 4 dimensi, dan mengandung medan-medan yang dapat muncul dalam rezim energi rendah. Salah satu hasil yang didapat setelah hal-hal tersebut dilakukan untuk tipe heterotik dikenal dengan teori heterotik string dalam energi rendah, yang solusi lubang hitamnya pertama kali diberikan oleh fisikawan India Ashoke Sen tahun 1992. Teori ini menjadi alternatif bagi teori Einstein-Maxwell dalam menjelaskan objek-objek astrofisika seperti bintang dan lubang hitam.

Untuk mendapatkan solusinya, Ashoke Sen melakukan transformasi Hassan-Sen terhadap solusi Kerr, dan medan-medan yang didapat memenuhi seperangkat persamaan medan yang terdapat dalam teori heterotik string energi rendah. Tentu persamaan-persamaan medan dalam teori string heterotik string energi rendah ini lebih kompleks dibandingkan dengan persamaan-persamaan medan dalam teori Einstein-Maxwell. Maka dapat dipahami bahwa menemukan solusi baru dalam teori heterotik string energi rendah bukanlah perkara yang terlalu mudah. Namun jika seseorang cukup jeli, transformasi Hassan-Sen menyiratkan semua solusi eksak persamaan vakum Einstein yang memiliki simetri aksial dan bersifat stasioner dapat menjadi modal awal untuk mendapatkan solusi baru dalam teori string heterotik string energi rendah. Ini yang dilakukan penulis dalam publikasinya yang berjudul “Accelerating black holes in the low energy heterotic string theory” yang terbit di jurnal internasional Physics Letters B pada tanggal 10 Juli 2018 yang lalu.

Dalam publikasi ini, penulis menggunakan metrik-C berputar sebagai modal untuk mendapatkan solusi baru dengan transformasi Hassan-Sen. Metrik-C berputar sendiri merupakan solusi persamaan Einstein vakum yang menggambarkan ruang-waktu diluar dua buah massa yang berputar dan bergerak saling menjauhi satu dengan yang lain dipercepat. Solusi baru hasil transformasi Hassan-Sen ini didapati memenuhi semua persamaan medan dalam teori heterotik string energi rendah, seperti yang diharapkan.

Beberapa aspek fisis dari lubang hitam menurut solusi baru inipun dibahas dalam publikasi tersebut. Sayangnya, seluruh aspek solusi ini ditemukan saat penulis berkesempatan melakukan penelitian di Budapest, Hongaria, sehingga label “new exact solution in low energy string theory made in Bandung” tidak dapat dimiliki solusi tersebut.

Pembaca yang tertarik aspek teknis dan rujukan literature artikel ini dapat mengunduhnya di: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269318304490?via%3Dihub

atau preprintnya di: https://arxiv.org/abs/1805.07790*

Penulis di Heroes Square, Budapest, Hongaria

Nara sumber :
Haryanto M. Siahaan, Ph.D., Dosen Program Studi Fisika UNPAR

Saat ini penulis tetap aktif melanjutkan penelitannya dalam bidang gravitasi, khususnya aspek matematis dan fisis dar lubang hitam. Juga mencoba mencari solusi-solusi baru dalam teori string energi rendah, agar “new solutions in low energy string theories made in Bandung” dapat bermunculan. Kawula muda yang merasa dirinya cemerlang dan suka tantangan diundang untuk bekerja bersama penulis.