Các nhà khoa học Nga tìm ra cách giải mã câu đố bí ẩn của tia vũ trụ

Bộ phận báo chí của Đại học Tổng hợp Quốc gia Nghiên cứu hạt nhân "MEPHI" cho biết trong vài năm tới, giới khoa học sẽ có thể giải quyết một trong những vấn đề quan trọng nhất của vật lý hiện đại về các hạt cơ bản, gọi là "câu đố về muon bí ẩn", giúp ta hiểu rõ hơn về những quá trình diễn ra trong vũ trụ.

Các phần tử vũ trụ trong bầu khí quyển Trái đất đang trải qua hàng loạt biến đổi, kết quả là trong đó nảy sinh ra các hạt cơ bản — "muon". "Muon" bay đến tận bề mặt Trái đất và tương ứng có thể ghi nhận được các hạt này bằng thiết bị dò trên mặt đất.

Một vài năm trước đây các nhà khoa học đã lưu ý đến chi tiết là số lượng đăng ký phát hiện các hạt "muon" thực tế cao hơn hàng chục phần trăm so với định đề lý thuyết vẫn bảo lưu. Hiện tượng này được các nhà vật lý gọi là "câu đố muon bí ẩn".

Những chỉ dẫn đầu tiên tới "câu đố muon bí ẩn" đã thu nhận được ngay từ những năm 2002-2007 trong quá trình loạt thí nghiệm kéo dài trên cơ sở thiết bị DEKOR hiện đang hoạt động của MEPHI. Sau đó, sự tồn tại của hạt muon dư thừa cũng được khẳng định trong các thí nghiệm được tiến hành ở đài quan sát lớn nhất "Pierre Auger" tại Argentina.

Các nhân viên của Trung tâm Nghiên cứu và Giáo dục NEVOD, thuộc đội ngũ thành viên Viện Vật lý hạt nhân và công nghệ MEPHI, đang nghiên cứu hạt muon nhờ sự hỗ trợ của máy dò nước neutrino đa mục tiêu độc nhất trên thế giới, được thiết kế để nghiên cứu toàn bộ các thành tố của tia vũ trụ trên bề mặt Trái đất.

Những kết quả gần đây qua các thí nghiệm về nghiên cứu tia vũ trụ với sự trợ giúp của tổ hợp NEVOD được các chuyên gia MEPHI  thuật lại trong thông báo trình bày ở hội nghị về tia vũ trụ, tổ chức tại thành phố Dubna ngoại ô Matxcơva.

"Qua những năm gần đây, chúng tôi đã tăng vật liệu thử nghiệm lên 3-4 lần, và tương ứng đã cải thiện được độ chính xác của phép đo. Một trong những hướng nghiên cứu thực nghiệm về giải mã câu đố muon — đó là không chỉ đo lường số lượng hạt muon, mà đo cả đặc tính năng lượng của các hạt.

Chúng tôi bắt đầu thử nghiệm về đo năng lượng của hạt muon ngay từ năm 2012 và đang tiếp tục tiến hành cho đến hiện nay. Thoạt đầu với sự trợ giúp hiệp lực của thiết bị dò DEKOR chúng tôi đăng ký một nhóm các hạt muon, còn sau đó chúng tôi đo hiệu suất năng lượng mà các hạt này cung cấp cho thiết bị dò nước Cherenkov của NEVOD", ông Rostislav Kokoulin chuyên viên trưởng của Trung tâm Nghiên cứu và Giáo dục NEVOD nói.

Các nhà khoa học dự định xác minh xem bên cạnh cơ số hạt muon dư thừa, liệu có sự thay đổi nào trong năng lượng trung bình của chúng.

"Khi thực nghiệm cho thấy rằng quả thực hiện hữu sự dư thừa năng lượng như vậy, thì sẽ hiểu rõ đòi hỏi có những thay đổi thế nào với mô hình lý thuyết. Hiện giờ tại Đại học Tổng hợp Quốc gia Nghiên cứu hạt nhân MEPHI đang lắp đặt những trang bị mới, sẽ làm việc cùng với các thiết bị dò DEKOR và NEVOD. Điều đó cho phép tiếp tục gia tăng khả năng theo dõi các đặc tính của hạt và đo lường chính xác hơn".

Theo lời chuyên viên Kokoulin, lời giải cho "câu đố muon bí ẩn" là vấn đề của 2-5 năm tới.

"Giải mã được "câu đố muon bí ẩn" sẽ cấp cho chúng ta hiểu biết đúng đắn hơn về bức tranh quá trình bậc thang - hạt nhân trong sự tương tác của các hạt năng lượng siêu cao. Hiểu biết này là cần thiết để nghiên cứu các đặc tính của vũ trụ, để nghiên cứu những quá trình đang xảy ra trong không gian".

Nên đọc