Tìm thấy “hạt ma” từ tâm của mặt trời.

Mặt cầu của máy dò Borexino. Ảnh: Hợp tác Borexino .

Các nhà khoa học sử dụng máy dò Borexino siêu nhạy tại phòng thí nghiệm vật lý hạt INFN ở Gran Sasso, miền trung nước Ý. Đây là trung tâm nghiên cứu dưới lòng đất lớn nhất thế giới, nằm bên dưới dãy núi Apennines cách Rome khoảng 105 km về phía đông bắc. Phát hiện được công bố trên tạp chí Nature ngày 25/11, là kết quả của nhiều thập kỷ nghiên cứu về hạt neutrino mặt trời và tiết lộ phản ứng hạt nhân chính mà hầu hết các ngôi sao sử dụng để chuyển đổi hydro thành heli. Phát hiện đặc biệt này giúp xác nhận giả thuyết của dự báo những năm 1930. Tiến sĩ Gioacchino Ranucci thuộc Viện Vật lý Hạt nhân Quốc gia (INFN) của Ý cho biết: “Khám phá này thực sự là một bước đột phá trong vật lý thiên văn.” Một trong những nhà nghiên cứu đã tham gia vào dự án từ năm 1990 cho biết.

Hầu hết tất cả các ngôi sao, bao gồm cả mặt trời, giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ bằng cách nung chảy hydro thành heli. Đây là cách hiệu quả để “đốt cháy” hydro đơn giản nhất và có tính thủy sinh nhất. Nó là nguyên tố dồi dào và là nguồn nhiên liệu chính trong vũ trụ. Trong trường hợp của mặt trời, 99% năng lượng đến từ phản ứng proton-proton, phản ứng proton-proton tạo ra beryl, lithium và boron, sau đó chúng bị phân hủy thành heli.

Nhưng hầu hết các ngôi sao trong vũ trụ đều đối mặt với mặt trời. Ví dụ, kích thước của loài Betelgeuse khổng lồ đỏ gấp khoảng 20 lần chiều rộng và gấp 700 lần chiều rộng. Các ngôi sao lớn cũng nóng hơn, có nghĩa là chúng lấy năng lượng từ chu trình CNO và nung chảy hydro thành heli bằng cách chuyển đổi hạt nhân trong vòng giữa carbon, nitơ và oxy. Nó là nguồn năng lượng chính trong vũ trụ, nhưng rất khó tìm thấy ở mặt trời. Máy dò Borexino khổng lồ tìm kiếm các hạt neutrino phát ra trong phản ứng nhiệt hạch trong lòng mặt trời. Neutrino hầu như không có tương tác nên rất thích hợp để nghiên cứu phản ứng hạt nhân từ xa. Hàng tỷ hạt neutrino đi qua máy dò Borexino mỗi giây, nhưng cỗ máy này chỉ có thể phát hiện hàng chục hạt trong số đó mỗi ngày bằng cách quan sát các tia chớp cực yếu (khi bị suy yếu trong bể nước tối nặng 300 tấn). Neutrino được gọi là “hạt ma” vì chúng có thể dễ dàng đi qua các vật thể rắn. Tương tác giữa neutrino và vật chất rất yếu. Neutrino có thể di chuyển khoảng cách một năm ánh sáng (10 nghìn tỷ km) trong chì kim loại mà không va vào bất kỳ nguyên tử nào-An Khang (theo NBC News)