Một thí nghiệm thứ ba đã phát hiện ra những dấu hiệu trêu ngươi của không tìm thấy dấu hiệu của vật chất bí ẩn trên, cái được cho là đã tạo ra lực hấp dẫn giữ những thiên hà đang quay tròn lại với nhau, chiếm khoảng 85% toàn bộ vật chất trong vũ trụ.
Kết quả trên có từ một thí nghiệm gọi là CRESST II, thí nghiệm sử dụng vài tá tinh thể calcium tungstate siêu lạnh để săn tìm vật chất tối từ sâu bên dưới ngọn núi Gran Sasso ở Italy. Khi một hạt vật chất chạm trúng một trong các tinh thể, tinh thể sẽ giải phóng một xung ánh sáng, và những nhiệt kế nhạy sẽ đo năng lượng của va chạm đó.
Phần lớn các va chạm là do những hạt đa dạng như tia vũ trụ. Những hạt này từ không gian tuôn mưa xuống Trái đất với số lượng lớn nên chúng chạm trúng CRESST&II – được che chắn bởi 1 km đá - ở tốc độ chừng một hạt mỗi giây. Lá chắn đá này có ít ảnh hưởng đối với các hạt vật chất tối vì người ta nghĩ chúng tương tác rất yếu với vật chất bình thường.
Nay các nhà nghiên cứu đứng đầu là Franz Pröbst và Jens Schmaler thuộc Viện Vật lí Max Planck ở Munich, Đức, cho biết thí nghiệm trên đã phát hiện khoảng 20 va chạm từ tháng 6/2009 đến tháng 4 năm ngoái có lẽ không phải do những hạt đã biết gây ra.
Các máy dò vật chất tối chôn sâu bên dưới dãy Gran Sasso. (Ảnh: Viện Max Planck)
Các va chạm đó có thể liên quan đến vật chất tối, phát biểu của thành viên đội, Federica Petricca. Hôm qua, bà đã báo cáo các kết quả tại một nghị vật lí chuyên đề ở Munich.
Nếu đúng như vậy, thì những phép đo năng lượng của các va chạm có thể đưa vào các mô hình vật chất tối để mang lại những ước tính khối lượng của hạt. Sử dụng mô hình lí thuyết hàng đầu của vật chất tối, cho rằng nó gồm những hạt tương tác yếu gọi là neutralino, kết quả CRESST II cho thấy chúng có khối lượng chừng 10 đến 20 giga electronvolt.
Con số nằm ở đầu nhẹ của những giá trị ước tính trước đây, chúng rơi vào khoảng từ 10 đến 1000 GeV. Vùng ngưỡng này được xây dựng dựa trên những ước tính có bao nhiêu hạt cuối cùng phân hủy thành neutralino đã được tạo ra trong vũ trụ sơ khai.
Hai thí nghiệm khác trước đây đã phát hiện ra những dấu hiệu của vật chất tối khối lượng thấp, CoGeNT, đặt trong một mỏ quặng ở Soudan, Minnesota, và DAMA, cũng chôn sâu bên dưới dãy Gran Sasso, cả hai đều nhìn thấy những dấu hiệu được cho là do những hạt có khối lượng từ 7 đến 20 GeV gây ra.
Nhưng những kết quả mới trên mâu thuẫn với hai thí nghiệm vật chất tối, CDMS II, đặt trong mỏ quặng Soudan, và XENON100 bên trong dãy Gran Sasso. Cả hai thí nghiệm không nhìn thấy dấu hiệu nào của vật chất tối hết.
20 phát hiệm của CRESST II không phải là kết quả đủ mạnh để giải quyết tình trạng lộn xộn và khẳng định một phát hiện vật chất tối – chúng có thể vẫn là những hạt đã biết như tia vũ trụ. “Đơn giản là chúng tôi chưa biết đủ để nói ra bất kì kết luận nào. Chúng tôi cần có thêm số liệu”, phát biểu của Belli Pierluigi, thuộc Viện Vật lí Hạt nhân quốc gia Italy ở Rome, một thành viên của nhóm DAMA.
Các thành viên đội CRESST II sẽ tiếp tục thí nghiệm trên và hi vọng giới thiệu những kết quả nhạy hơn trong năm tới. Rafael Lang, một thành viên của đội XENON100 tại trường Đại học Purdue ở Indiana, Mĩ, háo hức chờ đón chúng. “Nếu tín hiệu của họ vẫn còn, thì điều đó thật sự rất hấp dẫn”, ông nói.
“Các kết quả CREST II và những bất đồng dễ thấy trên có thể là những phớt thoáng đầu tiên của cái gì đó hoàn toàn bất ngờ”, ông nói. “Nó có thể là cái gì đó hoàn toàn mới. Thay vì vật chất tối, chúng ta có thể nhìn thấy những đỉnh cao nhất của một diện mạo vật lí mới kì lạ nào đó”.
Nguồn: New Scientist
