Nhìn thấy hạt bí ẩn ở Nam Cực

Chuyện kì lạ vừa xảy ra ở Nam Cực. Một khí cầu lơ lửng trên hoang mạc băng giá có thể vừa phát hiện một hạt lạ không thể lí giải bằng hiểu biết hiện nay của chúng ta về vật lí học.

Detector Anten Xung Nhanh Nam Cực (ANITA) của NASA là một ma trận anten vô tuyến gắn trên một khí cầu khổng lồ bay trên cao độ 37 km phía trên lục địa Nam Cực. Nó tìm kiếm các xung vô tuyến phát ra bởi những đối tượng như hạt tau, một loại electron nặng, ló ra từ nền băng. Điều này xảy ra khi những hạt gọi là neutrino phân huỷ khi chúng từ không gian bên ngoài đi xuyên qua Trái Đất. ANITA còn tìm kiếm những cơn mưa vũ trụ, một dạng bức xạ năng lượng cao đến từ không gian.

Nhưng hồi năm 2006 và 2014, detector này nhìn thấy hai sự kiện chẳng giống chút nào với hai điều vừa nêu. Chúng đi tới anten của ANITA ở những góc xiên, ló ra khỏi Trái Đất ở góc 27 và 35 độ bên dưới phương ngang. Thông thường, chỉ khi nào một tia vũ trụ bị phản xạ bởi nền băng mới đạt tới những góc này, nhưng những tia như vậy thường có sự phân cực, hay định hướng, của chúng đảo ngược lại. Những tín hiệu này không bị đảo ngược nên không thể nào đến từ nền băng.

Derek Fox tại Đại học Bang Pennsylvania và các cộng sự của ông muốn nghiên cứu xem phải chăng những tín hiệu này là dấu hiệu của một hạt mới vượt ngoài mô hình chuẩn, bản mô tả tốt nhất hiện nay của chúng ta về cách các hạt và các lực tương tác với nhau. Họ cho chạy các chương trình mô phỏng 1 tỉ neutrino đi xuyên qua Trái Đất. Họ loại trừ khả năng ANITA dò thấy hạt tau từ các neutrino này ở những góc xiên như vậy với độ tin cậy 5,8 sigma – một số đo thống kê. Các nhà vật lí thường xem những thứ trên 5 sigma là một khám phá quan trọng (arxiv.org/abs/1809.09615).

Triển khai thí nghiệm ANITA ở Nam Cực

Triển khai thí nghiệm ANITA ở Nam Cực

“Đó là lí do vì sao cần thiết phải nhìn vượt ngoài mô hình chuẩn,” Fox nói. “Nếu không, tính chất của những sự kiện này là không chắc.”

Ông và đội của mình đề xuất rằng đằng sau tín hiệu bí ẩn ấy chính là hạt tau siêu đối xứng, stau, đã được nêu ra lâu nay. Siêu đối xứng là một mở rộng lí thuyết của mô hình chuẩn đề xuất rằng mỗi hạt sơ cấp đều có một đối hạt, hay ‘siêu hạt’, nặng hơn nó nhiều lần.

Theo lời Fox thì các mô hình siêu đối xứng mô tả được loại tín hiệu mà đội của ông nhìn thấy. Chúng bao gồm một hạt tích điện khối lượng lớn, phân huỷ thành hạt tau và có thời gian sống đủ lâu để nó có thể đi xuyên qua bề dày 6000 km của Trái Đất. “Bingo,” Fox nói.

“Lời giải thích chính thức của chúng tôi cho các sự kiện mình tìm thấy là chúng tôi không dám chắc chúng là cái gì,” phát biểu của Stephanie Wissel tại Đại học Bách khoa Bang California, một thành viên của nhóm hợp tác ANITA. Nhưng theo bà lời giải thích sẽ là các tia vũ trụ bình thường.

Theo Wissel, nếu những hạt stau này có tồn tại, thì hẳn những thí nghiệm khác phải nhìn thấy chúng. Chẳng hạn, Đài thiên văn Neutrino IceCube, cũng ở Nam Cực, vẫn đang dò tìm neutrino kể từ năm 2010. Nhưng nó được bố trí sâu dưới lớp băng, thành ra nó không nhìn thấy các hạt trong không khí như anten ANITA.

Avi Loeb tại Đại học Harvard cho biết chúng ta cần có thêm bằng chứng để xác nhận những hạt này không phải do sai sót trong giải thích thực nghiệm, nhưng các kết quả cho đến nay là rất thuyết phục.

“Bằng chứng nhiều mặt trình bày trong công trình này không chừa chỗ ngọ nguậy nào để mà lí giải hai sự kiện ANITA với các hạt mô hình chuẩn đã biết,” ông nói.

Nguồn: New Scientist

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
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Mở rộng săn tìm neutrino tại Nam Cực
14/01/2020
Đợt nâng cấp sắp tới cho detector IceCube sẽ đem lại những nhận thức sâu sắc hơn về các neutrino. Nằm sâu dưới lòng đất
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 82)
14/01/2020
Thallium Thành viên bền nặng nhất của nhóm 13 là một nguyên tố hóa học nữa được đặt tên theo màu sắc quang phổ nổi bật
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 81)
14/01/2020
Vàng Mặc dù vàng không phải nguyên tố hiếm nhất hay đắt nhất, nhưng giá trị của nó ít ba chìm bảy nổi hơn các kim loại
Toán học cấp tốc (Phần 6)
11/01/2020
Số hữu tỉ Số hữu tỉ là các số có thể biểu diễn bằng cách chia một số nguyên cho một số nguyên khác khác không. Như
Toán học cấp tốc (Phần 5)
11/01/2020
Các kiểu số Các con số có thể được chia loại thành các kiểu số có chung những tính chất nhất định. Có nhiều cách đưa
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 56)
09/01/2020
NHỮNG TÊN LỬA ĐẦU TIÊN TRONG CHIẾN TRANH Thế chiến II không những chứng kiến động cơ phản lực đầu tiên, mà tên lửa
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 55)
09/01/2020
KHÔNG CHIẾN TẠI ANH QUỐC Không bao lâu sau khi Pháp bị bao vây, Đức chuyển sự chú ý sang Anh, và xảy ra hai tháng sau đó là một
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 76)
06/01/2020
Hiệu ứng Nhà kính 1824 Joseph Fourier (1768–1830), Svante August Arrhenius (1859–1927), John Tyndall (1820–1893) “Bất chấp mọi tin tức

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