Các nhà nghiên cứu tin rằng việc hiểu được nguồn gốc của hạt ma neutrino sẽ cho phép họ giải thích nguồn gốc của tia vũ trụ, điều mà các nhà khoa học đã cố gắng thực hiện trong nhiều thế kỷ. Chính vì vậy, một kính viễn vọng khổng lồ đang được Trung Quốc xây dựng ở độ sâu hàng nghìn mét phía dưới Biển Đông để dò tìm hạt ma.
Hạt ma là gì?
Hạt ma (Neutrino) hay còn gọi là hạt hạ nguyên tử, là một loại electron nhưng giống như neutron, chúng không có điện tích.
Để hiểu hạt ma (còn gọi là neutrino – hạt hạ nguyên tử) là gì, bạn cần hiểu tầm quan trọng của nguyên tử. Các nguyên tử tạo nên vũ trụ của chúng ta. Bất cứ thứ gì có khối lượng – bản thân bạn, cuốn sách trên kệ và tách cà phê đang uống – đều được tạo thành từ các nguyên tử.
Trong một thời gian dài, các nhà khoa học cho rằng nguyên tử là hạt nhỏ nhất tồn tại, trước khi phát hiện ra rằng bản thân chúng bao gồm cả những hạt “hạ nguyên tử” thậm chí còn nhỏ hơn proton (có điện tích dương), electron (điện tích âm) và neutron (không có điện tích).
Neutrino là một loại electron nhưng giống như neutron, chúng không có điện tích. Chúng nằm trong số những hạt nhỏ nhất và có nhiều nhất trong vũ trụ. Mỗi giây có hàng trăm nghìn tỉ neutrino đi qua cơ thể con người một cách vô hại.
Neutrino từ lâu được cho là không có khối lượng, cho đến khi 2 nhà khoa học Nhật Bản và Canada tìm được bằng chứng cho thấy chúng có khối lượng rất nhỏ, và họ đoạt giải Nobel Vật lý 2015.
Điện tích yếu và khối lượng gần như không tồn tại của neutrino khiến các nhà khoa học cực kỳ khó quan sát chúng. Chúng chỉ có thể được “nhìn thấy” khi tương tác với các hạt khác.
Sự tương tác hiếm hoi với các hạt khác khiến chúng gần như không thể theo dõi được. Đó là lý do tại sao chúng được gọi là hạt ma.
Kính viễn vọng dò tìm hạt ma lớn nhất thế giới của Trung Quốc có gì đặc biệt?
Các hạt ma hiếm khi tương tác với các hạt khác. Nhưng hiếm không có nghĩa là “không bao giờ”. Đôi khi chúng tương tác với các phân tử nước, đó là lý do tại sao Trung Quốc đang chế tạo kính viễn vọng tìm hạt ma dưới nước.
Các nhà khoa học đã quan sát thấy các hạt ma trong những trường hợp thoáng qua khi các hạt tạo ra sản phẩm phụ, sau khi di chuyển qua nước hoặc băng.
Hiện nay, kính thiên văn lớn nhất phát hiện được neutrino là kính thiên văn “IceCube” của Đại học Madison-Wisconson. Nằm sâu ở Nam Cực, các cảm biến của kính thiên văn trải rộng khoảng 1 km³.
Trung Quốc cho biết kính viễn vọng mới của họ, được gọi là “Trident”, sẽ trải rộng 7,5 km³ ở Biển Đông.
Các nhà khoa học nói rằng kích thước của Trident sẽ cho phép nó phát hiện nhiều neutrino hơn và khiến nó có “độ nhạy hơn 10.000 lần” so với các kính viễn vọng dưới nước hiện có.
Các nhà khoa học cho biết việc xây dựng đã bắt đầu và dự kiến sẽ hoàn thành trong thập kỷ này.
Vì sao phát hiện các hạt ma lại quan trọng?
Vấn đề ở chỗ các nhà khoa học đến nay vẫn không thực sự biết hoạt động các neutrino cực kỳ dồi dào này. Chúng thách thức các quy tắc vật lý đã được thiết lập.
Và họ cũng không rõ các hạt đến từ đâu. Các nhà khoa học cho rằng chúng có thể đã đóng một vai trò nào đó trong vũ trụ sơ khai, ngay sau vụ nổ lớn (Big Bang). Nhưng đây chỉ là giả thuyết, họ chưa thể chứng minh được điều gì.
Người ta cho rằng sự hiểu biết đúng đắn về neutrino sẽ giúp giải quyết một số bí ẩn khoa học.
Chẳng hạn như nguồn gốc của các tia vũ trụ bí ẩn, được biết là có chứa neutrino. Các nhà nghiên cứu tin rằng việc hiểu được nguồn gốc của neutrino sẽ cho phép họ giải thích nguồn gốc của tia vũ trụ, điều mà các nhà khoa học đã cố gắng thực hiện trong nhiều thế kỷ.
