Tín hiệu bí ẩn từ sâu trong băng giá Trái Đất: Điều gì đang xảy ra?

[test_vnr]

Có những tín hiệu lạ từ không gian bên ngoài liên tục đến với Trái Đất, xuất phát từ những nguồn như pulsar, quasar và siêu tân tinh. Gần đây, ở Nam Cực, một tín hiệu như vậy dường như xuất hiện từ hư không, nhưng không phải từ bầu trời trên cao, mà lại từ sâu thẳm dưới đại dương. Hai mươi năm trước, ở trên vùng băng tuyết rộng lớn, các thiết bị trên tàu thí nghiệm ống thu tín hiệu ngẫu nhiên Nam Cực (ANITA) (nay đã ngừng hoạt động) đã thu nhận sóng radio từ các tia vũ trụ bay xuyên qua bầu khí quyển. Khi những tia này va chạm với các hạt trong không khí, chúng phân tán thành các hạt phụ, hàng trăm hạt trong số đó đi qua cơ thể chúng ta mỗi giây mà chúng ta không hề hay biết. Việc phát hiện các hạt này đã giúp ANITA cung cấp những cái nhìn sâu sắc về các sự kiện vũ trụ xa xôi.

Nhưng rồi, mọi chuyện trở nên kỳ lạ. ANITA bắt đầu thu nhận những tín hiệu khác thường từ bên dưới chân trời, ở những góc độ sắc nét bất thường, khoảng 30 độ phía dưới bề mặt băng. Những gì dường như là xung radio cần phải đã vượt qua hàng ngàn km đá mà lẽ ra chúng phải bị hấp thụ. Cách mà những xung tia vũ trụ siêu cao năng lượng (UHECR) này có thể được phát hiện quả là một bí ẩn. Nhà vật lý Stephanie Wissel từ Đại học Penn State, người đã rà soát dữ liệu ANITA để tìm tín hiệu từ neutrino (những hạt subatomic đã rất bí ẩn) chưa bao giờ thấy thứ gì tương tự. “Với những khó khăn trong việc diễn giải các sự kiện ANITA bất thường, chúng đã thu hút rất nhiều sự chú ý,” Wissel và nhóm nghiên cứu của cô cho biết trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Physical Review Letters. “Các diễn giải lý thuyết liên quan đến [vật lý kỳ lạ] đã được đưa ra, kêu gọi các hạt mới tạo ra những đám mây hướng lên trong bầu khí quyển.”

Nhóm nghiên cứu nghi ngờ rằng tín hiệu có thể đến từ các neutrino khó nắm bắt, được phát ra từ những vật thể và hiện tượng tạo ra một lượng năng lượng cực lớn. Hầu hết neutrino không tương tác với gì cả, nhưng neutrino tau có thể tương tác với băng. Kiểu neutrino này liên quan đến lepton tau, một hạt subatomic khác bắt đầu phân rã sau khi được phát ra từ băng, mất năng lượng khi nó phân rã. Sự phân rã của neutrino tau cuối cùng tạo ra các tín hiệu gọi là mưa không khí, và bức xạ điện từ do những cơn mưa này phát ra có thể được phát hiện bởi một ăng-ten radio như ANITA.

Nhưng bất chấp điều đó, tín hiệu lại không đến từ neutrino hay neutrino tau. Những gì đang tạo ra các tín hiệu này không phù hợp với các mô phỏng máy tính và mô hình toán học của cả tia vũ trụ và mưa không khí giả thuyết, và các tín hiệu này thì không giống bất kỳ điều gì mà các thiết bị tương tự ANITA—như Đài quan sát Neutrino IceCube và Đài quan sát Pierre Auger—từng gặp. Các tín hiệu này thậm chí không nằm trong Mô hình Chuẩn của Vật lý Hạt, mô tả cách mà vật chất được cấu tạo từ các hạt subatomic. Chúng chỉ có thể được gọi là bất thường. “Kết quả của cuộc tìm kiếm này không hỗ trợ cho việc diễn giải rằng các xung bất thường được phát hiện […] là do các trận mưa không khí từ các tương tác hoặc phân rã hạt, chẳng hạn như do sự phân rã của các tau hướng lên, cái sau là cơ sở cho các giải thích đã đề xuất dựa trên vật lý vượt ngoài Mô hình Chuẩn,” nhóm nghiên cứu cho biết.

Liệu các tín hiệu có thể đến từ những hạt chưa được biết đến trong vật lý? Có thể. Nhưng chúng cũng có thể là các neutrino không được phát hiện. Wissel hiện đang làm việc trên người kế nhiệm ANITA—đó là thiết bị phát hiện neutrino PUEO lớn hơn và nhạy hơn. Có lẽ sự bất thường này sẽ cho chúng ta biết điều gì đó mà chúng ta chưa bao giờ tưởng tượng nổi.

Elizabeth Rayne là một nhà viết lách, tác phẩm của cô đã xuất hiện trên các tạp chí như Popular Mechanics, Ars Technica, SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Den of Geek, Forbidden Futures và Collective Tales. Cô sống gần New York với con vẹt của mình, Lestat. Khi không viết, cô thường vẽ tranh, chơi piano hoặc biến hóa.

Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/sc...089793/mysterious-signals-antarctica-physics/