Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi

Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm thấy chúng. Những hạt hay lẩn tránh này cuối cùng đã được phát hiện – và được phát hiện bởi một đội chủ yếu gồm các sinh viên đại học được trang bị một vệ tinh nhỏ cỡ bằng một cái hộp đựng giày. Họ báo cáo kết quả của mình trong một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature hôm 13/12/2017.

“Chúng tôi đang báo cáo phát hiện trực tiếp đầu tiên về những electron giàu năng lượng này ở gần rìa trong của vành đai bức xạ của Trái Đất,” tác giả đứng tên đầu bài báo, Xinlin Li nói – anh nghiên cứu môi trường không gian Trái Đất tại Đại học Colorado Boulder. “Cuối cùng chúng tôi đã giải được một bí ẩn kéo dài sáu thập niên qua.”

REPTile CubeSat

REPTile CubeSat trước khi phóng lên quỹ đạo vào năm 2012

Các electron ẩn náu này là sản phẩm của một quá trình gọi là sự phân hủy neutron suất phản chiếu tia vũ trụ. Trái Đất liên tục bị bắn phá bởi cái gọi là tia vũ trụ, một tên gọi chung chung chỉ tất cả những hạt đến từ không gian bên ngoài. Khi các tia vũ trụ như thế va chạm với các phân tử trong khí quyển Trái Đất, các va chạm gây ra một cơn mưa hạt tích điện, chúng bao gồm các hạt mang điện dương lẫn âm. Rồi từ trường mạnh bao quanh Trái Đất bắt giữ lấy những hạt tích điện này.

Nhưng trong sáu thập kỉ qua, các con số cộng lại không hề khớp: Các nhà học  biết rằng toàn bộ quá trình đã nói sẽ sản sinh đều đặn và tạo ra số lượng ngang nhau giữa hạt mang điện dương và hạt mang điện âm, nhưng họ không tìm đủ số lượng hạt tích điện âm. Còn thiếu một luồng hạt electron.

Và đó là chỗ mà một đội sinh viên tại Đại học Colorado Boulder và vệ tinh bé nhỏ của họ, tên gọi là CubeSat, bước vào cuộc chơi. Trên vệ tinh CubeSat của họ, phóng lên quỹ đạo vào năm 2012, là một dụng cụ tên gọi Kính thiên văn Electron và Proton Tương đối tính tích hợp một thí nghiệm nhỏ, tên gọi là REPTile. REPTile về cơ bản là một detector hạt mini nhạy với các hạt tích điện năng lượng cao, đó là lí do nó có thể phát hiện các electron đã lẩn tránh các nhà khoa học bấy lâu nay.

Việc để mắt tới các electron này có ý nghĩa quan trọng, vì chúng có thể xuyên thấu qua các máy móc trong không gian và làm hỏng linh kiện điện tử, khiến chúng là một hiểm họa thật sự đối với các nhà du hành vũ trụ và binh đoàn vệ tinh mà chúng ta đưa lên quỹ đạo. Dự án của đội là một phần của một chương trình nghiên cứu quy mô lớn hơn của trường Colorado về thời tiết vũ trụ, một tập hợp rộng rãi gồm những hiện tượng gây ra bởi các hạt tích điện ở xung quanh Trái Đất.

Trong những hiện tượng đó có cực quang đẹp lộng lẫy, do các hạt tích điện từ Mặt Trời đến va chạm với khí quyển Trái Đất gây ra. Nhưng thời tiết vũ trụ còn có những tác dụng phụ kém vui hơn, thậm chí ở ngay trên mặt đất, như gây mất điện và gây nhiễu với GPS và các vệ tinh viễn thông.

Nguồn: Newsweek

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 13)
21/06/2018
Cấu trúc nguyên tử Mô hình nguyên tử mà Bohr và Rutherford mô tả là khá đơn giản, với một hạt nhân nguyên tử tại trung tâm,
Các va chạm hạt bên trong LHC trông như thế nào?
20/06/2018
Nếu hai proton va chạm ở tốc độ bằng 99,9999991% tốc độ ánh sáng thì chúng có tạo ra âm thanh hay không? Máy Va chạm Hadron
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 3)
18/06/2018
Trái Đất quay tròn xung quanh Mặt Trời theo một vòng trònMô hình nhật tâm sơ khai Là nhà thiên văn học và nhà toán học xứ
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 2)
18/06/2018
Rõ ràng Trái Đất không chuyển độngMô hình địa tâm Là một trong những nhà triết học có sức ảnh hưởng nhất ở phương

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com