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
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 18)
12/12/2018
Liên hệ gần gũi với du hành thời gian là khả năng đi tốc hành từ nơi này đến nơi khác trong không gian. Như tôi đã nói ở
Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 4)
12/12/2018
3. Phải chăng Dữ liệu là Dầu khí mới? Khi bạn nghĩ về trí tuệ nhân tạo, có lẽ bạn sẽ hỏi những câu như sau: Tại sao AI
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 25)
12/12/2018
Moment từ Các định luật Faraday cho ta biết rằng một điện trường xoáy có thể cảm ứng một từ trường. Một số hạt –
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 24)
12/12/2018
Moment động lượng hạt Moment động lượng đơn giản là động lượng của cái gì đó đang quay xung quanh trục của nó hoặc
Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những

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