Ahli Fisika teoretis Amerika (peraih nobel Fisika pada tahun 1965) Richard Phillips Feynman, mengatakan: Jika, dalam bencana alam tertentu, semua pengetahuan ilmiah dihancurkan, dan hanya satu kalimat yang diteruskan ke generasi berikutnya, pernyataan apa yang berisi informasi paling banyak dengan kata-kata paling sedikit? saya percaya itu adalah hipotesis atom, atau fakta atom, atau apa pun yang anda ingin menyebutnya, bahwa segala sesuatu terbuat dari atom.
Alam semesta, galaksi, bintang-bintang, dan kita semua manusia, terbuat dari atom. Jumlah atom dalam tubuh kita melebihi jumlah total bintang di seluruh alam semesta yang dapat diamati. Bahkan, jika anda mulai menghitungnya, dengan kecepatan satu miliar per detik, anda masih membutuhkan waktu yang jauh lebih lama daripada usia alam semesta saat ini untuk menyelesaikan tugas tersebut.
Dan faktanya, bahkan di dalam atom yang sangat kecil itu sendiri, ada sistem yang sangat kompleks. Setiap atom tersusun atas proton, elektron, dan neutron. Proton dan neutron bersama-sama membentuk inti atom sementara elektron berada di sekeliling inti atom.
Susunan jumlah proton, elektron, dan neutron yang berbeda akan menghasilkan atom yang berbeda, dan akan menentukan apakah atom tersebut stabil atau tidak. Proton punya muatan listrik positif sementara elektron bermuatan listrik negatif, dan neutron tidak bermuatan listrik. Partikel dengan muatan listrik yang sama akan saling menolak sementara partikel yang muatan listriknya berbeda akan saling tarik-menarik.
Menggali lebih dalam lagi, kita menemukan bahwa baik proton dan neutron sebenarnya adalah susunan dari tiga jenis unsur yang dinamakan quark. Quark punya enam “rasa”: atas (up), bawah (down), berkharisma (charm), aneh (strange), puncak (top), dan dasar (bottom). Proton tersusun atas 2 quark atas dan 1 quark bawah, sementara neutron tersusun atas 2 quark bawah dan 1 quark atas.
Apakah penyusun dasar benda dengan demikian adalah 6 “rasa” quark dan elektron? Masih ada lagi. Kita menemukan keberadaan dua partikel berat yang dinamakan muon dan tauon. Muon dan tauon punya sifat yang sama dengan elektron: Mereka punya muatan listrik yang sama dengan elektron, hanya saja mereka punya massa yang lebih berat dari elektron.
Neutrino adalah partikel tak bermuatan listrik dan memiliki massa teramat kecil. Kedua sifat ini membuat mereka dapat melaju menembus materi lain dengan sedikit interaksi. Ini membuat mereka sangat sulit dideteksi.
Bahkan, pada awalnya keberadaan mereka hanya merupakan sebuah postulat yang diciptakan oleh fisikawan Wolfgang Pauli. Lahir pada tahun 1900 di Vienna, Pauli memperoleh gelar doktornya di Munich di bawah bimbingan fisikawan pionir Arnold Sommerfeld dan kemudian bekerja di bawah Max Born dan Niels Bohr. Kontribusi Pauli dalam Fisika Kuantum diganjar Hadiah Nobel pada tahun 1945.
Pada masa Pauli, pengamatan dalam peluruhan neutron mengindikasikan adanya sedikit perbedaan jumlah energi dari yang diprediksi. Prinsip kekekalan energi mengharuskan jumlah energi yang masuk sama dengan jumlah energi yang dihasilkan. Untuk menjelaskan perbedaan energi ini, pada tahun 1930 Pauli menciptakan sebuah “partikel fiktif” yang bermassa sangat kecil dan bermuatan netral untuk menjelaskan ke mana perginya energi yang hilang tersebut.
Oleh fisikawan kenamaan asal Italia, Enrico Fermi, partikel fiktif ini dinamakan “neutrino,” sebuah kata dalam bahasa Italia yang berarti “Si netral kecil.” Pauli berargumen bahwa partikel ini sangatlah kecil sehingga sulit dideteksi dengan alat-alat yang ada pada zaman itu. Ilmuwan setuju dengan postulat Pauli dan mulai menentukan sifat neutrino melalui hitungan teoritis, dan keberadaan neutrino baru bisa dibuktikan lebih dari dua dekade kemudian melalui eksperimen pada tahun 1956.