Gần đây, một tín hiệu lạ từ không gian đã được phát hiện ở Nam Cực, nhưng không phải từ bầu trời mà lại từ sâu dưới đáy đại dương. Những tín hiệu kỳ lạ này không phải là mới; chúng đã được phát hiện cách đây hai mươi năm bởi các thiết bị của thí nghiệm ăng ten tạm thời Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA), một dự án hiện đã ngừng hoạt động. Các thiết bị này từng thu nhận sóng vô tuyến từ các tia vũ trụ đang lao qua bầu khí quyển. Khi những tia này va chạm với các hạt trong khí quyển, chúng phân tán thành các hạt thứ cấp - hàng trăm hạt trong số đó đi qua cơ thể chúng ta mỗi giây mà chúng ta không nhận ra. ANITA đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về những sự kiện vũ trụ xa xôi thông qua việc phát hiện những hạt này, nhưng mọi chuyện đã bắt đầu trở nên kỳ lạ.
ANITA đã phát hiện những tín hiệu bất thường phát ra từ dưới chân trời, ở một góc độ bất thường khoảng 30 độ dưới bề mặt băng. Những gì dường như là sóng vô tuyến này đã phải xuyên qua hàng nghìn kilômét đá mà lẽ ra chúng phải bị hấp thụ. Việc phát hiện các xung cực năng lượng cao (UHECR) này là một bí ẩn. Nhà vật lý Stephanie Wissel từ Đại học Penn State, người đã xem xét dữ liệu ANITA để tìm kiếm tín hiệu từ các neutrino (một loại hạt cơ bản bí ẩn), cho biết cô chưa bao giờ thấy bất kỳ điều gì tương tự như vậy.
Wissel và nhóm nghiên cứu của cô đã công bố một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Physical Review Letters, trong đó họ cho biết: “Với những khó khăn trong việc giải thích các sự kiện kỳ lạ từ ANITA, chúng đã thu hút rất nhiều sự chú ý”. Họ xem xét các lý thuyết liên quan đến vật lý kỳ lạ, với những hạt mới có thể gây ra các tia nước đi lên trong bầu khí quyển. Nhóm nghiên cứu cho rằng có khả năng tín hiệu này đến từ những neutrino khó nắm bắt, được tạo ra bởi các vật thể và hiện tượng phát ra năng lượng cực lớn. Hầu hết các neutrino không tương tác với gì cả, nhưng các neutrino tau sẽ tương tác với băng. Loại neutrino này liên quan đến leptons tau, một hạt cơ bản khác bắt đầu phân rã sau khi rời khỏi băng và mất năng lượng khi nó phân rã. Sự phân rã của neutrino tau cuối cùng tạo ra các tín hiệu được gọi là các cơn mưa không khí, và bức xạ điện từ phát ra từ các cơn mưa này có thể được phát hiện bởi các ăng ten vô tuyến như ANITA. Nhưng, bất chấp các giả thuyết đó, tín hiệu thực sự không phải đến từ neutrino hay neutrino tau.
Những gì tạo ra những tín hiệu này không phù hợp với các mô phỏng máy tính và mô hình toán học về cả tia vũ trụ và các cơn mưa không khí đi lên giả thuyết, và các tín hiệu này thì khác biệt với mọi thứ mà các detector tương tự như ANITA - chẳng hạn như Đài quan sát Neutrino IceCube và Đài quan sát Pierre Auger - từng thấy. Những tín hiệu này thậm chí không phù hợp với Mô hình Chuẩn của Vật lý Hạt, mô tả cách mà vật chất được tạo thành từ các hạt cơ bản. Chúng chỉ có thể được gọi là những tín hiệu kỳ lạ.
Trong nghiên cứu, nhóm cũng cho biết: “Kết quả từ cuộc tìm kiếm này không hỗ trợ cho giả thuyết rằng các xung bất thường phát hiện được […] được gây ra bởi các cơn mưa không khí xuất phát từ các tương tác hoặc phân rã của hạt, chẳng hạn như sự phân rã của các tau đi lên, mà điều này là cơ sở của các giải thích dựa trên vật lý ngoài Mô hình Chuẩn”.
Có thể nào những tín hiệu này đến từ những hạt chưa từng được biết đến trong vật lý? Rất có thể. Tuy nhiên, chúng cũng có thể là từ các neutrino không được phát hiện. Wissel hiện đang làm việc trên người kế nhiệm ANITA - một detector neutrino lớn hơn và nhạy hơn có tên PUEO. Có lẽ sự bất thường này sẽ tiết lộ cho chúng ta những điều mà chúng ta chưa bao giờ tưởng tượng được trước đây.
Nhà văn Elizabeth Rayne, người đã có nhiều tác phẩm được đăng tải trên các tạp chí như Popular Mechanics, Ars Technica và Space.com, hiện đang sống bên ngoài thành phố New York cùng với chú vẹt của mình, Lestat. Khi không viết lách, cô có thể tìm thấy niềm vui trong việc vẽ tranh, chơi piano hoặc sáng tạo các hình ảnh khác nhau.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/sc...089793/mysterious-signals-antarctica-physics/
ANITA đã phát hiện những tín hiệu bất thường phát ra từ dưới chân trời, ở một góc độ bất thường khoảng 30 độ dưới bề mặt băng. Những gì dường như là sóng vô tuyến này đã phải xuyên qua hàng nghìn kilômét đá mà lẽ ra chúng phải bị hấp thụ. Việc phát hiện các xung cực năng lượng cao (UHECR) này là một bí ẩn. Nhà vật lý Stephanie Wissel từ Đại học Penn State, người đã xem xét dữ liệu ANITA để tìm kiếm tín hiệu từ các neutrino (một loại hạt cơ bản bí ẩn), cho biết cô chưa bao giờ thấy bất kỳ điều gì tương tự như vậy.
Wissel và nhóm nghiên cứu của cô đã công bố một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Physical Review Letters, trong đó họ cho biết: “Với những khó khăn trong việc giải thích các sự kiện kỳ lạ từ ANITA, chúng đã thu hút rất nhiều sự chú ý”. Họ xem xét các lý thuyết liên quan đến vật lý kỳ lạ, với những hạt mới có thể gây ra các tia nước đi lên trong bầu khí quyển. Nhóm nghiên cứu cho rằng có khả năng tín hiệu này đến từ những neutrino khó nắm bắt, được tạo ra bởi các vật thể và hiện tượng phát ra năng lượng cực lớn. Hầu hết các neutrino không tương tác với gì cả, nhưng các neutrino tau sẽ tương tác với băng. Loại neutrino này liên quan đến leptons tau, một hạt cơ bản khác bắt đầu phân rã sau khi rời khỏi băng và mất năng lượng khi nó phân rã. Sự phân rã của neutrino tau cuối cùng tạo ra các tín hiệu được gọi là các cơn mưa không khí, và bức xạ điện từ phát ra từ các cơn mưa này có thể được phát hiện bởi các ăng ten vô tuyến như ANITA. Nhưng, bất chấp các giả thuyết đó, tín hiệu thực sự không phải đến từ neutrino hay neutrino tau.
Những gì tạo ra những tín hiệu này không phù hợp với các mô phỏng máy tính và mô hình toán học về cả tia vũ trụ và các cơn mưa không khí đi lên giả thuyết, và các tín hiệu này thì khác biệt với mọi thứ mà các detector tương tự như ANITA - chẳng hạn như Đài quan sát Neutrino IceCube và Đài quan sát Pierre Auger - từng thấy. Những tín hiệu này thậm chí không phù hợp với Mô hình Chuẩn của Vật lý Hạt, mô tả cách mà vật chất được tạo thành từ các hạt cơ bản. Chúng chỉ có thể được gọi là những tín hiệu kỳ lạ.
Trong nghiên cứu, nhóm cũng cho biết: “Kết quả từ cuộc tìm kiếm này không hỗ trợ cho giả thuyết rằng các xung bất thường phát hiện được […] được gây ra bởi các cơn mưa không khí xuất phát từ các tương tác hoặc phân rã của hạt, chẳng hạn như sự phân rã của các tau đi lên, mà điều này là cơ sở của các giải thích dựa trên vật lý ngoài Mô hình Chuẩn”.
Có thể nào những tín hiệu này đến từ những hạt chưa từng được biết đến trong vật lý? Rất có thể. Tuy nhiên, chúng cũng có thể là từ các neutrino không được phát hiện. Wissel hiện đang làm việc trên người kế nhiệm ANITA - một detector neutrino lớn hơn và nhạy hơn có tên PUEO. Có lẽ sự bất thường này sẽ tiết lộ cho chúng ta những điều mà chúng ta chưa bao giờ tưởng tượng được trước đây.
Nhà văn Elizabeth Rayne, người đã có nhiều tác phẩm được đăng tải trên các tạp chí như Popular Mechanics, Ars Technica và Space.com, hiện đang sống bên ngoài thành phố New York cùng với chú vẹt của mình, Lestat. Khi không viết lách, cô có thể tìm thấy niềm vui trong việc vẽ tranh, chơi piano hoặc sáng tạo các hình ảnh khác nhau.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/sc...089793/mysterious-signals-antarctica-physics/
