Giới khoa học đang sử dụng viễn vọng kính lớn nhất thế giới, được chôn sâu dưới Nam Cực, trong nỗ lực khám phá bí ẩn lâu nay về những phân tử cực nhỏ như neutrino, với hy vọng tìm hiểu được cách thức vũ trụ tượng hình. Kính viễn vọng lớn nhất thế giới, được gọi là IceCube , phải mất 10 năm mới xây d...
Giới khoa học đang sử dụng viễn vọng kính lớn nhất thế giới, được chôn sâu dưới Nam Cực, trong nỗ lực khám phá bí ẩn lâu nay về những phân tử cực nhỏ như neutrino, với hy vọng tìm hiểu được cách thức vũ trụ tượng hình.
Kính viễn vọng lớn nhất thế giới, được gọi là IceCube, phải mất 10 năm mới xây dựng xong. Nó nằm ở độ sâu 2.400m bên dưới thềm băng Nam Cực.
Với kích thước 1km3, IceCube phải lớn hơn tòa nhà Empire State, Tháp Chicago Sears và Trung tâm Tài chính Thế giới ở Thượng Hải gộp lại.
Bên trên IceCube ở Nam Cực chuyển động nhanh gần bằng vận tốc ánh sáng, kính viễn vọng trên thu hút sự chú ý của vô số chuyên gia, nhất là trong bối cảnh giới khoa học xôn xao với sự phát hiện hạt Higgs, phân tử nền tảng của vũ trụ.
“Bạn giơ một ngón tay lên và hàng trăm tỉ hạt neutrino chạy xuyên qua nó mỗi giây từ mặt trời”, Reuters dẫn lời Jenni Adams, nhà vật lý học thuộc Đại học Canterbury (New Zealand), đang làm việc tại IceCube.
Trên thực tế, IceCube là một chuỗi các thiết bị phát hiện ánh sáng được chôn sâu trong lớp băng dày nhờ vào quá trình khoan bằng nước nóng.
Khi các neutrino tương tác với băng, chúng tạo ra các hạt điện tích trước khi ánh sáng hình thành.
Lớp băng đóng vai trò như một cái lưới cô lập hạt neutrino, giúp chúng dễ được quan sát hơn. Băng cũng đồng thời bảo vệ kính viễn vọng trước các tác động bức xạ có hại.
“Nếu một vụ nổ sao băng xảy ra trong dải Ngân hà, chúng ta có thể phát hiện được hàng trăm neutrino nhờ vào IceCube”, chuyên gia Adams phát biểu trước đông đảo báo giới tại Hội nghị Quốc tế về Vật lý Năng lượng tại Melbourne (Úc).
Trước khi IceCube được hoàn tất vào năm 2010, các nhà khoa học chỉ mới quan sát được 14 neutrino.
Giới chuyên gia hy vọng nếu lần theo dấu vết về cội nguồn của hạt neutrino, con người sẽ nắm trong tay những manh mối quan trọng để biết được chuyện gì đã xảy ra trong vũ trụ, đặc biệt ở những phần vô hình như vật chất tối.
Giới khoa học đang sử dụng IceCube, một công trình quan sát được xây dựng trong băng Nam Cực, để nghiên cứu neutrino và tìm thêm manh mối về các hiện tượng khó quan sát trong vũ trụ. Thiết bị này được đặt sâu khoảng 2.400 mét dưới thềm băng, trong điều kiện tự nhiên giúp hạn chế nhiều tác động gây nhiễu. Mục tiêu của chương trình là theo dõi những hạt có khả năng đi xuyên qua vật chất và qua đó góp phần làm rõ cách vũ trụ hình thành, vận động.
IceCube được giới thiệu là kính viễn vọng lớn nhất thế giới với thể tích khoảng một km khối. Quy mô của công trình được mô tả là lớn hơn tổng diện tích của tòa nhà Empire State, tháp Chicago Sears và Trung tâm Tài chính Thế giới ở Thượng Hải. Quá trình xây dựng thiết bị kéo dài 10 năm và hoàn tất vào năm 2010.
Công trình này gồm một chuỗi thiết bị phát hiện ánh sáng được chôn trong lớp băng dày ở Nam Cực. Các nhà khoa học đã tạo những vị trí đặt thiết bị bằng phương pháp khoan sử dụng nước nóng. Cách bố trí đó cho phép IceCube theo dõi ánh sáng phát sinh khi neutrino tương tác với môi trường băng.
Neutrino là những hạt cực nhỏ có thể di chuyển xuyên qua vật chất mà ít bị cản trở. Theo nhà vật lý Jenni Adams thuộc Đại học Canterbury ở New Zealand, mỗi giây có hàng trăm tỷ neutrino từ Mặt Trời đi xuyên qua một ngón tay. Dù xuất hiện với số lượng rất lớn, neutrino khó được phát hiện vì chúng thường không tương tác với vật chất.
Khi một neutrino tương tác với băng, quá trình này tạo ra các hạt mang điện trước khi ánh sáng hình thành. Những tín hiệu ánh sáng đó được các thiết bị của IceCube ghi nhận để phục vụ việc nghiên cứu. Lớp băng xung quanh vừa giúp cô lập các hạt, vừa bảo vệ hệ thống trước những tác động bức xạ có hại.
Các nhà nghiên cứu kỳ vọng IceCube có thể phát hiện nhiều neutrino nếu một vụ nổ sao xảy ra trong dải Ngân Hà. Theo thông tin được đưa ra tại một hội nghị quốc tế về vật lý năng lượng ở Melbourne, số lượng được phát hiện trong trường hợp này có thể lên tới hàng trăm hạt. Những dữ liệu như vậy sẽ giúp giới khoa học lần theo hướng đi và nguồn phát của neutrino.
Trước khi IceCube hoàn tất, các nhà khoa học mới chỉ quan sát được 14 neutrino. Việc mở rộng quy mô thiết bị được kỳ vọng sẽ làm tăng đáng kể khả năng phát hiện và phân tích các hạt này. Các kết quả thu được có thể cung cấp thêm thông tin về những quá trình xảy ra trong các vùng xa xôi của vũ trụ.
Giới chuyên gia cho rằng việc truy tìm nguồn gốc neutrino có thể đem lại manh mối về lịch sử vũ trụ. Nghiên cứu này đặc biệt được quan tâm vì có khả năng liên quan đến những phần chưa nhìn thấy trực tiếp, trong đó có vật chất tối. Tuy nhiên, nguồn thông tin chỉ nêu kỳ vọng nghiên cứu và chưa đưa ra kết luận rằng IceCube đã xác định được bản chất của vật chất tối.
