Đã tìm ra nguồn gốc ‘hạt ma quỷ’ từ vũ trụ rơi xuống Nam Cực

Neutrino – những hạt hạ nguyên tử bí ẩn được mệnh danh hạt ma quỷ, đến từ một trong các dạng vật thể đáng sợ nhất vũ trụ: lỗ đen quái vật.

Vài năm trước, “hạt ma quỷ” neutrino đã được Đài thiên văn IceCube ở Nam Cực “tóm” được. Các phân tích cho thấy chúng không phải vật chất Trái Đất, mà thuộc về vũ trụ xa xôi.

Sở dĩ được gọi là “hạt ma quỷ” vì các neutrino không giống bất cứ dạng nguyên tử hay hạ nguyên tử nào tồn tại trên trái đất. Các hạt này rất khó hiểu, vô hình như bóng ma, gần như không thể nắm bắt và có thể đi xuyên qua vật chất, xuyên qua cả Trái Đất mà không bị ảnh hưởng bởi các định luật vật lý thông thường.

Đài thiên văn IceCube của Nam Cực, nơi đầu tiên tóm được “hạt ma quỷ” – ảnh: ICECUBE

Trong nghiên cứu mới này, tiến sĩ – trợ lý giáo sư Kohta Murase từ Đại học Bang Pennsylvania (Mỹ), trưởng nhóm, đã phân tích: “Các hạt hạ nguyên tử này nhỏ đến mức khối lượng của chúng gần như bằng 0 và hiếm khi tương tác đến các vật chất khác”.

Nghiên cứu vừa công bố trên Physical Review Letters cho rằng để đạt được các tính chất đã biết, nó phải được sinh ra từ một “máy gia tốc hạt” tự nhiên trong vũ trụ – đó chỉ có thể là các vật thể thiên văn cực đoan như lỗ đen hay sao neutron.

Các nhà khoa học đã dựng nên các mô hình thiên văn và cuối cùng xác định được nguồn gốc bí ẩn đó: dạng lỗ đen “quái vật” ở trung tâm các thiên hà lớn. Lỗ đen “quái vật” là từ được giới thiên văn dùng để chỉ dạng lỗ đen siêu khối cực kỳ lớn và hung dữ. Một ví dụ gần gũi, đó chính là Sagittarius A* ở trung tâm Milky Way – thiên hà chứa Trái Đất.

Trước đó, một số nghiên cứu cho thấy các “hạt ma quỷ” này khá phổ biến trong không gian giữa các vì sao. Chúng cũng đến Trái Đất từ lâu, nhưng mãi đến nay trình độ công nghệ của con người mới đủ để phát hiện. Người ta hoàn toàn không tìm thấy tác hại nào của các hạt ma quỷ này đối với sinh vật sống, bao gồm con người.

Năm 2018, một nghiên cứu công bố trên Nature Physics thậm chí tìm ra cách lợi dụng các hạt ma quỷ này để tìm hiểu về khối lượng, mật độ của các yếu tố sâu trong lòng đất, bởi chúng là thứ hiếm hoi có thể đi xuyên qua Trái Đất một cách nhẹ nhàng.