Hạt ma xuyên Trái đất có gây nguy hiểm cho người?

Thông qua đài quan sát IceCube chôn sâu bên trong lớp băng ở Nam Cực, các nhà thiên văn học phát hiện 7 hạt neutrino hay còn gọi hạt ma khi chúng bay xuyên qua Trái đất. Tín hiệu chỉ ra những hạt này là hạt neutrino, đóng vai trò như vật đưa tin quan trọng giữa các sự kiện vũ trụ năng lượng cao và hành tinh xanh.Sở dĩ neutrino được gọi là hạt ma vì chúng không mang điện tích và có khối lượng nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt nguyên tử khác từng được biết đến. Trong khi các hạt tích điện phải chịu tác động của từ trường, hạt neutrino có thể bay xuyên qua vũ trụ theo một đường thẳng mà không bị cản trở.Theo các nhà nghiên cứu, hạt ma bay qua vũ trụ ở tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng. Do đó, chúng hầu như không tương tác với bất cứ thứ gì trên đường đi.Nghiên cứu của các chuyên gia chỉ ra khoảng 100.000 tỷ hạt neutrino bay xuyên qua cơ thể người mỗi giây mà chúng ta không hề hay biết. Nếu dùng một máy dò neutrino lớn cỡ con người, chúng ta sẽ phải chờ khoảng 100 năm để một hạt neutrino tương tác với hạt trong cơ thể người.Hạt neutrino năng lượng cao từ các nguồn trong vũ trụ ở rìa dải Ngân hà có tên neutrino vật lý thiên văn. Chúng có 3 dạng gồm: electron neutrino, muon neutrino và tau neutrino. Tất cả những hạt ma này đều khó phát hiện.Vào năm 2013, đài quan sát IceCube lần đầu tiên phát hiện hạt neutrino vật lý thiên văn. Doug Cowen, giáo sư vật lý ở Đại học Pennsylvania kiêm đồng trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết việc các chuyên gia mới phát hiện hạt tau neutrino cho thấy nó có thể đóng vai trò như một vật đưa tin vũ trụ hoàn toàn mới.Để phát hiện hạt neutrino truyền qua Trái đất, đài quan sát IceCube sử dụng nhiều xâu quả cầu vàng gọi là module quang kỹ thuật số (DOM) và đặt chìm trong băng. Tổng cộng, IceCube có 5.160 DOM chôn sâu bên trong lớp băng Nam Cực, chỉ chờ hạt neutrino tương tác với phân tử trong băng và tạo ra các hạt tích điện.Những hạt tích điện này phát ra ánh sáng màu xanh dương khi di chuyển trong băng và DOM ghi lại ánh sáng của chúng. Các nhà nghiên cứu giải thích thêm rằng, khi hạt tau neutrino năng lượng cao tương tác với phân tử, chúng tạo ra sự phát xạ ánh sáng đặc trưng, bao gồm sự kiện kép với hai đỉnh ánh sáng mà DOM có thể phát hiện.IceCube có thể phát hiện các dạng neutrino khác theo thời gian thực nhưng chưa thể làm vậy với hạt tau neutrino. Thay vào đó, việc phát hiện hạt tau neutrino đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải rà soát dữ liệu lưu trữ trong 10 năm.Tuy nhiên, thay vì tự tìm kiếm, nhóm nghiên cứu phát triển mạng thần kinh tích chập tối ưu hóa phân loại hình ảnh để rà soát dữ liệu do IceCube thu thập trong gần 10 năm (từ năm 2011 - 2020) nhằm tìm dấu hiệu của hạt tau neutrin. Kết quả là họ phát hiện dấu vết của 7 hạt ma nhiều khả năng là tau neutrino. Theo chuyên gia Cowen, khả năng nhầm lẫn chỉ ở mức 1 phần 3,5 triệu.Mời độc giả xem video: Ngắm Trái đất đẹp mê hồn từ Trạm Vũ trụ quốc tế.

Thông qua đài quan sát IceCube chôn sâu bên trong lớp băng ở Nam Cực, các nhà thiên văn học phát hiện 7 hạt neutrino hay còn gọi hạt ma khi chúng bay xuyên qua Trái đất. Tín hiệu chỉ ra những hạt này là hạt neutrino, đóng vai trò như vật đưa tin quan trọng giữa các sự kiện vũ trụ năng lượng cao và hành tinh xanh.

Sở dĩ neutrino được gọi là hạt ma vì chúng không mang điện tích và có khối lượng nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt nguyên tử khác từng được biết đến. Trong khi các hạt tích điện phải chịu tác động của từ trường, hạt neutrino có thể bay xuyên qua vũ trụ theo một đường thẳng mà không bị cản trở.

Theo các nhà nghiên cứu, hạt ma bay qua vũ trụ ở tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng. Do đó, chúng hầu như không tương tác với bất cứ thứ gì trên đường đi.

Nghiên cứu của các chuyên gia chỉ ra khoảng 100.000 tỷ hạt neutrino bay xuyên qua cơ thể người mỗi giây mà chúng ta không hề hay biết. Nếu dùng một máy dò neutrino lớn cỡ con người, chúng ta sẽ phải chờ khoảng 100 năm để một hạt neutrino tương tác với hạt trong cơ thể người.

Hạt neutrino năng lượng cao từ các nguồn trong vũ trụ ở rìa dải Ngân hà có tên neutrino vật lý thiên văn. Chúng có 3 dạng gồm: electron neutrino, muon neutrino và tau neutrino. Tất cả những hạt ma này đều khó phát hiện.

Vào năm 2013, đài quan sát IceCube lần đầu tiên phát hiện hạt neutrino vật lý thiên văn. Doug Cowen, giáo sư vật lý ở Đại học Pennsylvania kiêm đồng trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết việc các chuyên gia mới phát hiện hạt tau neutrino cho thấy nó có thể đóng vai trò như một vật đưa tin vũ trụ hoàn toàn mới.

Để phát hiện hạt neutrino truyền qua Trái đất, đài quan sát IceCube sử dụng nhiều xâu quả cầu vàng gọi là module quang kỹ thuật số (DOM) và đặt chìm trong băng. Tổng cộng, IceCube có 5.160 DOM chôn sâu bên trong lớp băng Nam Cực, chỉ chờ hạt neutrino tương tác với phân tử trong băng và tạo ra các hạt tích điện.

Những hạt tích điện này phát ra ánh sáng màu xanh dương khi di chuyển trong băng và DOM ghi lại ánh sáng của chúng. Các nhà nghiên cứu giải thích thêm rằng, khi hạt tau neutrino năng lượng cao tương tác với phân tử, chúng tạo ra sự phát xạ ánh sáng đặc trưng, bao gồm sự kiện kép với hai đỉnh ánh sáng mà DOM có thể phát hiện.

IceCube có thể phát hiện các dạng neutrino khác theo thời gian thực nhưng chưa thể làm vậy với hạt tau neutrino. Thay vào đó, việc phát hiện hạt tau neutrino đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải rà soát dữ liệu lưu trữ trong 10 năm.

Tuy nhiên, thay vì tự tìm kiếm, nhóm nghiên cứu phát triển mạng thần kinh tích chập tối ưu hóa phân loại hình ảnh để rà soát dữ liệu do IceCube thu thập trong gần 10 năm (từ năm 2011 - 2020) nhằm tìm dấu hiệu của hạt tau neutrin. Kết quả là họ phát hiện dấu vết của 7 hạt ma nhiều khả năng là tau neutrino. Theo chuyên gia Cowen, khả năng nhầm lẫn chỉ ở mức 1 phần 3,5 triệu.

Mời độc giả xem video: Ngắm Trái đất đẹp mê hồn từ Trạm Vũ trụ quốc tế.