Đụng độ “hạt ma quỷ”, báu vật hiếm xuất hiện trong hệ Mặt Trời?

Các nhà khoa học Đức – Nhật Bản đã đề xuất một “thuật giả kim vũ trụ” mới liên quan đến “hạt ma quỷ” neutrino.

Theo SciTech Daily, một nhóm khoa học gia vừa đề xuất một quá trình tổng hợp hạt nhân mới có ký hiệu là “vr”, mà họ gọi là “thuật giả kim của hạt ma quỷ”.

Quá trình này hoạt động khi hoạt động khi vật liệu giàu neutron tiếp xúc với dòng neutrino, giúp giải thích sự tồn tại của các đồng vị kỳ lạ như ⁹² Mo, ⁹⁴ Mo, ⁹⁶ Ru, ⁹⁸ Ru và ⁹² Nb trong Thái Dương hệ sơ khai.

Một tàn dư siêu tân tinh được cho là tạo ra sao từ được chụp bởi Kính viễn vọng không gian Hubble. Sao từ này sẽ phát nổ lần nữa và tạo ra một siêu tân tinh khác có sự xuất hiện của quá trình vr – Ảnh: NASA

Các đồng vị nói trên ngày nay là báu vật của nhân loại, được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như khoa học hạt nhân, chẩn đoán và điều trị ung thư, một số ngành công nghiệp.

Tuy nhiên điều khiến giới khoa học luôn bối rối là cách chúng đã xuất hiện.

Theo lý thuyết được chấp nhận rộng rãi, mỗi ngôi sao hình thành bằng vật liệu từ thế hệ sao cũ đã phát nổ và quá trình nhiệt hạch bên trong mỗi ngôi sao lại rèn thêm cho vũ trụ các nguyên tố nặng hơn.

Điều này đã khiến vũ trụ phong phú về mặt hóa học như ngày nay, với nhiều nguyên tố nặng.

Các quá trình nhiệt hạch diễn ra trong các ngôi sao lớn tạo ra hạt nhân có kích thước tương đương sắt và niken. Ngoài ra, hầu hết các nguyên tố có hạt nhân nặng ổn định, chẳng hạn như chì và vàng, đều được tạo ra thông qua quá trình bắt neutron chậm hoặc nhanh.

Phần còn lại là các đồng vị thiếu neutron của một số nguyên tố, bao gồm các đồng vị hiếm kể trên. Các nhà khoa học đã đề xuất nhiều quy trình tổng hợp hạt nhân khác nhau trước đây, nhưng bế tắc.

Quy trình vr mà nhóm tác giả Đức – Nhật Bản dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu Zewei Xiong từ Trung tâm Nghiên cứu Ion Nặng Quốc gia Helmholtz GSI (Đức) đề xuất đã giải quyết nút thắt trên.

Neutrino được gọi là “hạt ma quỷ” vì nó tồn tại ngập tràn xung quanh chúng ta nhưng không ai thấy được. Nó hầu như không có khối lượng. Nó xuyên qua mọi người, mọi vật và cả hành tinh dễ dàng như một bóng ma.

Thế nhưng “hạt ma quỷ” lại mang năng lượng lớn, đủ lớn để kích thích hạt nhân đến trạng thái phân rã do phát xạ neutron, proton và hạt alpha.

Các hạt phát ra sẽ bị một số hạt nhân nặng bắt giữ. Điều này gây ra một loạt phản ứng bắt giữ được xúc tác bởi neutrino xác định độ phong phú cuối cùng của các nguyên tố được tạo ra bởi quá trình νr.

Đồng thời, quá trình này cũng để lại hạt nhân thiếu neutron tưởng chừng không thể giải thích của một số đồng vị hiếm.

Phần còn lại mà các nhà khoa học đang tìm kiếm là loại vụ nổ sao có thể kích hoạt quá trình vr. Họ đang nghi ngờ thủ phạm là các ngôi sao chết có từ tính mạnh như sao từ, một loại sao neutron cực đoan. Sao neutron chính là xác chết của những ngôi sao khổng lồ.

Một điều may mắn là các cơ sở nghiên cứu của các thành viên trong nhóm tác giả này có công cụ để xác định điều đó bằng các nghiên cứu tương lai, bài công bố trên tạp chí Physical Review Letters cho biết.