Vào ngày 2 tháng 7 năm 1967, Hoa Kỳ Vela 3 và 4 các vệ tinh nhận thấy một cái gì đó khá bối rối. Được thiết kế ban đầu để giám sát các thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong không gian bằng cách tìm kiếm bức xạ gamma, những vệ tinh này đã nhặt được một loạt vụ nổ tia gamma (GRB) đến từ không gian sâu. Và trong khi nhiều thập kỷ đã trôi qua kể từ khi xảy ra sự cố ở Vela, các nhà thiên văn học vẫn không chắc chắn 100% nguyên nhân gây ra chúng.
Một trong những vấn đề là cho đến nay, các nhà khoa học đã không thể nghiên cứu các vụ nổ tia gamma ở bất kỳ khả năng thực sự nào. Nhưng nhờ một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế, GRB lần đầu tiên được tái tạo trong phòng thí nghiệm. Bởi vì điều này, các nhà khoa học sẽ có cơ hội mới để điều tra GRB và tìm hiểu thêm về các tính chất của chúng, điều này sẽ đi xa để xác định nguyên nhân gây ra chúng.
Nghiên cứu có tiêu đề Quan sát thử nghiệm về sự bất ổn định hiện tại trong một chùm điện tử trung tính-Positron, đã được công bố gần đây Thư đánh giá vật lý. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Jonathon Warwick từ Đại học Queen, Belfast và bao gồm các thành viên của Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC, Viện Khoa học Máy gia tốc John Adams, Phòng thí nghiệm Rutherford Appleton và nhiều trường đại học.
Cho đến nay, nghiên cứu về GRB vẫn còn phức tạp bởi hai vấn đề chính. Một mặt, GRB tồn tại rất ngắn, chỉ tồn tại trong vài giây mỗi lần. Thứ hai, tất cả các sự kiện được phát hiện đã xảy ra ở các thiên hà xa xôi, một số trong đó cách xa hàng tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, có một vài giả thuyết về những gì có thể giải thích cho chúng, từ việc hình thành các lỗ đen và va chạm giữa các sao neutron đến các liên lạc ngoài mặt đất.
Vì lý do này, việc điều tra GRB đặc biệt hấp dẫn các nhà khoa học vì họ có thể tiết lộ một số điều chưa biết trước đây về các lỗ đen. Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã tiếp cận câu hỏi về GRB như thể chúng có liên quan đến sự phát thải của các hạt của các hạt được giải phóng bởi các lỗ đen. Là Tiến sĩ, giảng viên tại Đại học Queen, Belfast, đã giải thích trong một bản op-ed gần đây với Cuộc hội thoại:
Các chùm tia được giải phóng bởi các lỗ đen sẽ chủ yếu bao gồm các electron và các đồng hành phản vật chất của chúng, các positron, các chùm tia này phải có từ trường mạnh, tự tạo. Sự quay của các hạt này xung quanh các trường tạo ra các vụ nổ bức xạ tia gamma mạnh mẽ. Hoặc, ít nhất, đây là những gì lý thuyết của chúng tôi dự đoán. Nhưng chúng tôi không thực sự biết các lĩnh vực sẽ được tạo ra như thế nào.
Với sự hỗ trợ của các cộng tác viên của họ ở Mỹ, Pháp, Anh và Thụy Điển, nhóm nghiên cứu từ Đại học Queen Queen, Belfast đã dựa vào laser Gemini, đặt tại Phòng thí nghiệm Rutherford Appleton ở Anh. Với thiết bị này, một trong những loại laser mạnh nhất trên thế giới, sự hợp tác quốc tế đã tìm cách tạo ra bản sao quy mô nhỏ đầu tiên của GRB.
Bằng cách bắn tia laser này vào một mục tiêu phức tạp, nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra các phiên bản thu nhỏ của các máy bay phản lực thiên văn cực nhanh này, chúng đã ghi lại để xem cách chúng hành xử. Sarri chỉ định:
Trong thí nghiệm của chúng tôi, lần đầu tiên chúng tôi có thể quan sát thấy một số hiện tượng chính đóng vai trò chính trong việc tạo ra các vụ nổ tia gamma, chẳng hạn như tự tạo ra từ trường tồn tại trong một thời gian dài. Chúng có thể xác nhận một số dự đoán lý thuyết chính về sức mạnh và sự phân phối của các lĩnh vực này. Nói tóm lại, thí nghiệm của chúng tôi độc lập xác nhận rằng các mô hình hiện đang được sử dụng để hiểu các vụ nổ tia gamma đang đi đúng hướng.
Thí nghiệm này không chỉ quan trọng đối với nghiên cứu GRB, nó còn có thể thúc đẩy sự hiểu biết của chúng ta về cách thức các trạng thái khác nhau của vật chất. Về cơ bản, hầu hết tất cả các hiện tượng trong tự nhiên đều đi vào động lực học của các điện tử, vì chúng nhẹ hơn nhiều so với hạt nhân nguyên tử và phản ứng nhanh hơn với các kích thích bên ngoài (như ánh sáng, từ trường, các hạt khác, v.v.).
Tiến sĩ Nhưng trong một chùm electron-positron, cả hai hạt có cùng khối lượng, nghĩa là sự chênh lệch này trong thời gian phản ứng hoàn toàn bị xóa sạch, tiến sĩ Sarri nói. Phần mềm này mang đến một số hậu quả hấp dẫn. Ví dụ, âm thanh sẽ không tồn tại trong một thế giới electron-positron.
Ngoài ra, có một lập luận đã nói ở trên rằng GRBs trên thực tế có thể là bằng chứng của Trí thông minh ngoài Trái đất (ETI). Trong Tìm kiếm trí thông minh ngoài hành tinh (SETI), các nhà khoa học tìm kiếm các tín hiệu điện từ dường như không có lời giải thích tự nhiên. Bằng cách biết thêm về các loại vụ nổ điện từ khác nhau, các nhà khoa học có thể cách ly tốt hơn những trường hợp không có nguyên nhân được biết đến. Sarri đặt nó:
Tất nhiên, nếu bạn đặt máy dò tìm khí thải từ không gian, bạn sẽ nhận được rất nhiều tín hiệu khác nhau. Nếu bạn thực sự muốn cách ly truyền dẫn thông minh, trước tiên bạn cần đảm bảo tất cả các phát thải tự nhiên được biết một cách hoàn hảo để chúng có thể loại trừ. Nghiên cứu của chúng tôi giúp hướng tới việc hiểu được lỗ đen và phát thải xung, do đó, bất cứ khi nào chúng tôi phát hiện ra bất cứ điều gì tương tự, chúng tôi biết rằng nó không đến từ một nền văn minh ngoài hành tinh.
Giống như nghiên cứu về sóng hấp dẫn, nghiên cứu này đóng vai trò là một ví dụ về cách các hiện tượng đã từng nằm ngoài tầm với của chúng ta hiện đang mở ra để nghiên cứu. Và giống như sóng hấp dẫn, nghiên cứu về GRB có thể mang lại một số lợi nhuận ấn tượng trong những năm tới!
