Friday, 29/11/2013 - 01:31:59

Neutrino từ ngoài địa cầu tìm thấy ở Nam Cực mở rộng biên giới thiên văn học



Một máy dò tìm neutrino với hàng ngàn mắt đèn.
 
Một bộ sưu tập gồm 28 lượt neutrino kỳ lạ, chứa năng lượng cao, bay vào trái đất từ phía xa vượt ra ngoài hệ thống mặt trời, là khởi đầu cho một kỷ nguyên mới trong ngành thiên văn học - và các nhà thiên văn chuyên về neutrino mới nói rất phấn khởi rằng họ còn có nhiều dữ liệu để báo cáo cho sự khởi đầu rất hào hứng này.

Neutrino được mô tả là một siêu phân tử trung hòa về điện.

Ông Francis Halzen, thuộc viện đại học University of Wisconsin, và là nhà nghiên cứu chính cho đài quan sát quốc tế IceCube tại Nam Cực, nói, “Đây là điều đưa đến một sự khởi động cho chúng tôi. Chúng tôi đang thi hành một sứ mệnh, vì vậy tôi nghĩ rằng không có thời gian để nghỉ ngơi.”

IceCube là máy dò neutrino lớn nhất thế giới, rút những dữ liệu từ các bộ cảm biến ánh sáng được chôn bên trong một khối băng có thể tích rộng một cây số vuông ở Nam Cực. Các khoa học gia quốc tế đã mất 15 năm làm việc tại đài quan sát này để đến một khởi đầu hiện nay, từ bản vẽ và đi qua hết giai đoạn xây dựng đài quan sát.

Trong số ra tuần qua của tạp chí khoa học Science, ông Halzen và hàng trăm nhà nghiên cứu khác trong nhóm hợp tác IceCube báo cáo về một mẻ lớn đầu tiên của neutrino với năng lượng cao xuất phát từ các nguồn vũ trụ.

Năng lượng cao là thế nào? Vượt hơn một nghìn triệu triệu volt electron, tức là có năng lượng cao gấp gần 100 lần so với bất cứ cái gì có thể được tán vỡ trong Large Hadron Collider, máy gia tốc phân tử mạnh nhất thế giới hiện nay. Nếu các nhà khoa học có thể truy dò một cách đáng tin cậy các neutrino này tới tận nguồn gốc của chúng, thì họ có thể dẫn đến những bản đồ mới của vũ trụ - và mở khóa những bí ẩn lâu đời của vũ trụ.

Trong một đoạn video của tạp chí Science, phát ngôn viên Olga Botner của IceCube, thuộc trường đại học Uppsala, nói, “Người ta tin rằng những nguồn rất sáng và tràn đầy năng lượng này sản xuất ra các tia vũ trụ năng lượng cao nhất, những nguồn ấy cũng được giả định là phải sản xuất ra các neutrino năng lượng cao. Chúng tôi thành thật hy vọng rằng các neutrino mà hiện thời chúng tôi quan sát đều phát xuất từ các nguồn khác nhau, và trong một khoảng thời gian ngắn có lẽ chúng ta sẽ có thể giải được câu đố đã có từ 100 năm nay về nguồn gốc của các tia vũ trụ."

Có một dạng ma thuật bao quanh các neutrino: Chúng là những hạt phân tử ma quái hiếm khi tương tác với vật chất, có nghĩa là chúng xuất quỷ nhập thần rất khó phát giác. Ngay cả khi bạn có thể tìm thấy chúng, thì cũng thật khó để phân biệt giữa các thác neutrino được tạo ra bởi các tia vũ trụ bắn xuyên qua bầu khí quyển, và các neutrino phát xuất từ những nguồn kỳ lạ hơn. Đó là lý do tại sao hơn 5,000 máy dò nhạy cảm được chôn vùi xuống độ sâu khoảng một dặm (1.5 cây số) trong băng của miền Nam Cực.

Khi các neutrino tương tác với băng, chúng bắn ra một loại phân tử gọi là muon, muon tỏa một luồng ánh sáng màu xanh hết sức mờ nhạt. Các máy dò của IceCube có đủ sức nhạy cảm để đo vầng ánh sáng đó, và các nhà khoa học trong nhóm hợp tác có thể phân tích những dạng thức và cường độ của phóng xạ muon, để xác định phương hướng và năng lượng của neutrino.

Việc lập bản đồ dòng chảy vũ trụ của các neutrino có thể tạo ra một hình ảnh hoàn toàn khác của vũ trụ xung quanh chúng ta.

Viết bình luận đầu tiên
Advertising
Bình luận trên Facebook

Bình luận trực tiếp