Truy lùng "hạt ma" dưới đại dương có thể đi 10 nghìn tỷ km mà không va chạm với nguyên tử nào

Hail the Judge

Ta chơi xong không trả tiền, vậy đâu có gọi là bán
Kính viễn vọng neutrino kilomet khối (KM3NeT) đang được xây dựng với mục tiêu tìm kiếm hạt neutrino năng lượng cao, nghiên cứu chúng và xác định nguồn vật lý thiên văn phát ra chúng trong vũ trụ. Để làm được điều này, KM3NeT sử dụng đại dương như một máy dò khổng lồ và tận dụng hiệu ứng xảy ra khi hạt hạ nguyên tử di chuyển qua môi trường với vận tốc nhanh hơn ánh sáng, theo IFL Science đưa tin ngày 8/8.

Vận tốc ánh sáng trong chân không là giới hạn tốc độ tuyệt đối của vũ trụ. Không vật thể nào có thể di chuyển nhanh hơn 300.000 km/giây, theo thuyết tương đối của Einstein, vì cần năng lượng vô hạn để làm điều đó. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là ánh sáng không thể bị "vượt mặt" trong điều kiện phù hợp. Khi đó, hiệu ứng kỳ lạ có tên Cherenkov sẽ xuất hiện. Ví dụ, trong nước, ánh sáng di chuyển chậm hơn, chỉ đạt 200.000 km/giây. Bất kỳ hạt nào muốn vượt qua tốc độ này sẽ cần năng lượng 175 kiloelectron volt.

Năm 1934, nhà vật lý người Liên Xô Pavel Cherenkov đã chứng kiến hiện tượng kỳ lạ khi bắn phá nước bằng bức xạ. Một ánh sáng màu xanh dương, ngày nay được gọi là ánh sáng Cherenkov hoặc bức xạ Cherenkov, phát ra từ nước. Ông và hai đồng nghiệp là Il'ja Mikhailovich Frank và Igor Yevgenyevich Tamm đã xác định nguyên nhân tạo ra ánh sáng kỳ lạ này. Đó là do hạt hạ nguyên tử tích điện di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng trong nước tạo ra hiệu ứng tương tự như tiếng nổ siêu thanh (xảy ra khi máy bay di chuyển nhanh hơn vận tốc âm thanh). Nhờ nghiên cứu này, họ đã được trao giải Nobel Vật lý năm 1958.


1723447949531.png


KM3NeT hướng tới phát hiện ánh sáng Cherenkov trong lòng đại dương, được tạo ra bởi tương tác của hạt neutrino với nước biển. Đài quan sát Nghiên cứu Hạt vũ trụ trong Vực thẳm (ARCA) là bộ phận lớn nhất của KM3NeT. Các máy dò được gắn vào những sợi cáp dài, với máy dò ở cuối sợi nằm ở độ sâu 3.500m dưới mặt biển Địa Trung Hải. Càng nhiều máy dò, khả năng lọc nhiễu từ đại dương, chẳng hạn như phân rã của kali-40, càng cao.

ARCA dường như đã phát hiện một sự kiện thú vị, theo mô tả của Francis Halzen, nhà vật lý tại Đại học Wisconsin - Madison. Sự kiện sáng nhất mà ARCA quan sát được cho đến nay mới chỉ được tiết lộ bởi nhà vật lý neutrino João Coelho tại hội thảo Neutrino 2024 ở Milan, Ý. Theo ông, sự kiện này "thực sự nổi bật, vượt xa bất cứ thứ gì khác". Hiện tại, các nhà nghiên cứu vẫn giữ bí mật về hướng và thời gian phát hiện, để ngăn chặn các nhóm khác sử dụng thông tin này để tìm ra nguồn phát trong vũ trụ.

Neutrino được mệnh danh là "hạt ma" bởi khả năng xuyên qua vật thể rắn một cách dễ dàng. Hạt neutrino tương tác rất yếu với vật chất. Một hạt neutrino có thể di chuyển quãng đường một năm ánh sáng (10 nghìn tỷ km) trong kim loại chì mà không va chạm với bất kỳ nguyên tử nào.
 


Đăng nhập một lần thảo luận tẹt ga
Thành viên mới đăng
Top