Luôn đi tìm những chất phóng xạ cực thấp để che chắn các thí nghiệm nhạy cảm của họ, các nhà vật lí hạt nhân đã bắt gặp vàng khi họ phát hiện ra khá nhiều chì nằm dưới đáy Địa Trung Hải trong 2000 năm qua. Chì cổ đại hầu như hoàn toàn trơ sẽ được sử dụng trong thí nghiệm neutrino CUORE đặt dưới ngọn núi Gran Sasso ở miền trung Italy.
Các thí nghiệm được thiết kế để nghiên cứu những quá trình hạt nhân cực hiếm phải được che chắn khỏi mọi nguồn ô nhiễm phóng xạ khả dĩ, chúng sẽ làm ngập lũ các máy dò hạt với những tín hiệu giả. Các nguồn nhiễu ba gồm những tia vũ trụ đến từ không gian bên ngoài và tia phóng xạ có mặt tự nhiên trong đất đá. Nhưng còn có sự phóng xạ trong những chất liệu rất thường hay được sử dụng để che chắn, thí dụ như chì hoặc đồng. Và ở đây chì cổ có những ưu điểm của riêng nó.
Một nghiên cứu thợ lặn đang thu gom các thỏi chì từ một con tàu La Mã bị đắm.
(Ảnh: Il Nuovo Saggiatore/Società Italiana di Fisica di Bologna)
Mớ kim loại đắm trên gồm khoảng 2000 thỏi, mỗi thỏi nặng chừng 33 kg, và nằm trong một con tàu đi từ Tây Ban Nha về hướng Italy trong khoảng năm 50 trước Công nguyên. Sau khi bị chìm xuống vùng đáy biển Sardinia, con tàu dài 36 m và hàng hóa của nó nằm trên đáy biển trong hơn hai thiên niên kỉ, cho đến khi chúng được phát hiện ra cách nay khoảng 20 năm. Sự trải nghiệm thời gian rất lớn này có nghĩa là những lượng nhỏ đồng vị phóng xạ chì 210 có mặt ban đầu trong các thỏi, như nó vốn tồn tại trong bất kì vật thể chứa chì nào, cho đến nay đã gần như biến mất hoàn toàn.
Khi nhà vật lí hạt nhân Ettore Fiorini tại trường đại học Milan-Bicocca đọc được thông tin tìm kiếm trên trong một tờ báo, ông đã cất công đến Cagliari ngỏ lời chi ủng hộ tài chính của Viện Vật lí Hạt nhân Quốc gia Italy (INFN) trong việc trục vớt con tàu và những hàng hóa quý giá của nó. Chấp nhận lời đề nghị, các nhà khảo cổ ở Cagliari lúc ấy đã trao cho INFN 150 thỏi chì để đáp trả, và mới đây họ đã gửi thêm 120 thỏi nữa, chúng đã được vận chuyển tới phòng thí nghiệm Gran Sasso hồi tuần rồi. Những thỏi chì này sẽ được tách bỏ các dòng ghi tên tuổi nhà sản xuất có tính hấp dẫn về mặt lịch sử của nó, xóa sạch mọi lớp rỉ cặn và sau đó nấu chảy ra để chế tạo lá chắn cho thí nghiệm CUORE.
CUORE, thí nghiệm sẽ sẵn sàng hoạt động trong chừng 2 hoặc 3 năm tới, sẽ sử dụng 750 kg tellurium dioxide để cố gắng dò tìm một quá trình hạt nhân cực hiếm mà lí thuyết đã tiên đoán và được gọi là sự phân hủy beta kép không có neutrino. Liên quan đến sự biến đổi của hai neutron thành proton và electron nhưng không có neutrino, sự phân hủy này sẽ hàm ý rằng các neutrin có phản hạt riêng của chúng. Quan sát sự phân hủy trên cũng sẽ cung cấp cho các nhà vật lí một phương pháp tính toán trực tiếp khối lượng của neutrino, cái cho đến nay chỉ có thể thực hiện một cách gián tiếp.
CUORE không phải là thí nghiệm vật lí hạt nhân đầu tiên được hưởng lợi từ chì nhiều năm tuổi. Các nhà nghiên cứu ở Mĩ đã sử dụng chì 450 năm tuổi từ thân một con tàu chiến Tây Ban Nha bị đắm để che chắn cho thí nghiệm IGEX của họ. Tuy nhiên, cái khác biệt ở CUORE là khối lượng che chắn, cũng như chất lượng, của vật liệu cổ. Ngoài chỗ được bọc chì, con tàu đắm ngoài khơi Sardinia còn có chì trong hàng hóa của nó, chì là một mặt hàng quan trọng ở Rome cổ đại vì nó được dùng cho mọi loại vật thể, từ ống dẫn nước và bình đựng nước cho tới tiền đồng và đạn bắn. “Con tàu này chuyên chở chì nên nó là một thứ châu báu”, Fiorini, phát ngôn viên CUORE, nói. “Nó làm tăng nhiều lần khối lượng chì cổ có sẵn trên thế giới”.
Người ta không rõ vì sao con tàu trên bị chìm, nhưng thực tế con tàu đã thả neo và các thỏi chì được tìm thấy vẫn còn phần nào chất đống cho thấy nó đã không đi đến kết liễu trong một kết thúc dữ dội. Các nhà khảo cổ học cho rằng con tàu được cho chìm đi có chủ đích khi thuyền trưởng của con tàu ra lệnh, vì ông không muốn chì rơi vào tay của kẻ thù.
Theo physicsworld.com
