Hai trong số những đột phá vật lý lớn nhất trong thập kỷ qua là phát hiện ra rằng các hạt hạ nguyên tử khôn ngoan gọi là neutrino thực sự có khối lượng nhỏ và phát hiện ra rằng sự giãn nở của vũ trụ đang thực sự tăng tốc.
Bây giờ ba nhà vật lý của Đại học Washington đang đề xuất hai khám phá được liên kết toàn diện thông qua một trong những đặc điểm kỳ lạ nhất của vũ trụ, năng lượng tối, một mối liên kết mà họ nói có thể được gây ra bởi một hạt hạ nguyên tử chưa được nhận ra trước đây mà họ gọi là gia tốc.
Năng lượng tối không đáng kể trong vũ trụ sơ khai, nhưng hiện tại nó chiếm khoảng 70% vũ trụ. Hiểu được hiện tượng này có thể giúp giải thích tại sao một ngày nào đó, trong tương lai, vũ trụ sẽ giãn nở đến mức không có ngôi sao hay thiên hà nào khác có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm của chúng ta, và cuối cùng nó có thể giúp các nhà khoa học nhận ra liệu sự mở rộng của vũ trụ sẽ tiếp tục vô thời hạn
Trong lý thuyết mới này, neutrino chịu ảnh hưởng của một lực mới do sự tương tác của chúng với các gia tốc. Năng lượng tối kết quả khi vũ trụ cố gắng kéo neutrino ra xa nhau, tạo ra một lực căng như thế trong dải cao su kéo dài, Ann Nelson, giáo sư vật lý của UW, nói. Sự căng thẳng đó thúc đẩy sự mở rộng của vũ trụ, cô nói.
Neutrino được tạo ra bởi hàng nghìn tỷ trong các lò hạt nhân của các ngôi sao như mặt trời của chúng ta. Chúng truyền qua vũ trụ, và hàng tỷ người đi qua mọi vật chất, kể cả con người, mỗi giây. Bên cạnh một khối lượng cực nhỏ, chúng không có điện tích, có nghĩa là chúng tương tác rất ít, nếu có, với các vật liệu mà chúng đi qua.
Nhưng sự tương tác giữa các máy gia tốc và các vật chất khác thậm chí còn yếu hơn, ông Nelson nói, đó là lý do tại sao những hạt đó chưa được phát hiện bởi các máy dò tinh vi. Tuy nhiên, trong lý thuyết mới, các máy gia tốc thể hiện một lực có thể ảnh hưởng đến neutrino, một lực mà cô tin rằng có thể được phát hiện bởi nhiều thí nghiệm neutrino đã hoạt động trên khắp thế giới.
Có rất nhiều mô hình năng lượng tối, nhưng các thử nghiệm chủ yếu giới hạn trong vũ trụ học, đặc biệt là đo tốc độ giãn nở của vũ trụ. Bởi vì điều này liên quan đến việc quan sát các vật thể ở rất xa, nên rất khó để thực hiện một phép đo như vậy một cách chính xác, Giáo sư Nelson nói.
Đây là mô hình duy nhất cung cấp cho chúng ta một số cách có ý nghĩa để thực hiện các thí nghiệm trên trái đất để tìm ra lực tạo ra năng lượng tối. Chúng ta có thể làm điều này bằng các thí nghiệm neutrino hiện có.
Lý thuyết mới được nâng cao trong một bài báo của Nelson; David Kaplan, cũng là giáo sư vật lý của UW; và Neal Weiner, một nghiên cứu viên của UW trong ngành vật lý. Công việc của họ, được hỗ trợ một phần bởi một khoản trợ cấp từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, được trình bày chi tiết trong một bài báo được chấp nhận để xuất bản trong số phát hành sắp tới của Tạp chí Vật lý, một tạp chí của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ.
Các nhà nghiên cứu cho biết một khối neutrino trên thực tế có thể thay đổi tùy theo môi trường mà nó đi qua, giống như sự xuất hiện của ánh sáng thay đổi tùy thuộc vào việc nó đi qua không khí, nước hay lăng kính. Điều đó có nghĩa là các máy dò neutrino có thể đưa ra những phát hiện hơi khác nhau tùy thuộc vào vị trí của chúng và những gì xung quanh chúng.
Nhưng nếu neutrino là một thành phần của năng lượng tối, điều đó cho thấy sự tồn tại của một lực sẽ điều hòa sự bất thường giữa các thí nghiệm khác nhau, ông Nelson nói. Sự tồn tại của lực đó, được tạo thành từ cả neutrino và gia tốc, sẽ tiếp tục thúc đẩy sự giãn nở của vũ trụ, cô nói.
Các nhà vật lý đã theo đuổi bằng chứng có thể cho biết liệu vũ trụ sẽ tiếp tục mở rộng vô tận hay dừng lại đột ngột và tự sụp đổ trong cái gọi là cuộc khủng hoảng lớn. Mặc dù lý thuyết mới này không quy định một cuộc khủng hoảng lớn, nhưng ông Nelson Nelson nói, điều đó có nghĩa là đến một lúc nào đó việc mở rộng sẽ ngừng nhanh hơn.
Theo lý thuyết của chúng tôi, cuối cùng các neutrino sẽ cách nhau quá xa và trở nên quá lớn để bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng của năng lượng tối nữa, do đó, sự tăng tốc của sự giãn nở sẽ phải dừng lại, cô nói. Vũ trụ có thể tiếp tục mở rộng, nhưng với tốc độ ngày càng giảm.
Nguồn gốc: Tin tức Đại học Washington
