Nga thả kính viễn vọng xuống hồ Baikal, khám phá vật chất tối

Các nhà khoa học Nga đã thả thiết bị xuống hồ Baikal với hy vọng làm sáng tỏ bản chất của vật chất tối và nguồn gốc khai sinh ra vũ trụ.

• Video: Lắp máy quay dưới đáy hồ sâu nhất thế giới

Nga thả kính viễn vọng xuống hồ Baikal

Nhóm nhà khoa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga (RAS), Viện liên hợp nghiên cứu Hạt nhân (Dubna), Đại học quốc gia Moscow và các tổ chức khoa học khác đã hợp tác chế tạo và đưa vào vận hành kính thiên văn Dubna – thiết bị kính thiên văn phức hợp nặng hàng triệu tấn đặt dưới đáy sâu hồ Baikal, phía nam khu vực Siberi.

Các nhóm nhà khoa học hoạt động tại hồ Baikal.

Cụm kính thiên văn Dubna là kính thiên văn dò tìm neutrino, một loại kính viễn vọng có hiệu suất cao thường dùng để nghiên cứu phần lõi nóng chảy có nhiệt độ đến hàng triệu độ C của Mặt trời.

Kính thiên văn phức hợp Dubna được cấu tạo gồm 192 mô- đun quang học độc lập và được đặt ở độ sâu 1,3 km dưới mặt nước và là một trong 3 thiết bị thăm dò neutrino lớn nhất thế giới. Đây sẽ là cụm chức năng đầu tiên của kính thiên văn dò tìm neutrino trong tương lai sẽ có tên là Baikal- GVD.

Hạt neutrino là các hạt không có khối lượng hoặc gần như bằng không, không giống như các hạt điện tử, và không mang điện tích. Chúng không biến đổi và hiếm khi tương tác với vật chất khác. Chúng là những thứ bí ẩn nhất của các hạt được biết đến trong vũ trụ.

Khi xâm nhập vào Trái đất, neutrino sẽ tương tác và tạo ra một luồng các hạt mang điện tích. Các bức xạ tạo ra bởi một hạt tích điện được hình thành bởi neutrino và di chuyển với một tốc độ cao hơn tốc độ của ánh sáng trong nước. Đó chính là điều mà các mô – đun quang học của quá trình cài đặt sẽ thực sự phát hiện.

Tại hồ Baikal, người ta từng phát hiện các hạt năng lượng này và vận tốc di chuyển còn nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong nước, nhưng chậm hơn tốc độ ánh sáng trong chân không. Đó là lý do tại sao kính thiên văn Dubna lại được đặt dưới lòng hồ.

Nghiên cứu dưới hồ Baikal về luồng neutrino mang năng lượng cao sẽ giúp con người hiểu hơn về quá trình vận động của các nguồn năng lượng lớn tồn tại trong các thiên thể xa xôi của trong vũ trụ. Đồng thời, giúp làm sáng tỏ hơn quá trình tiến hóa của vũ trụ cũng như lần ra manh mối của các tia bí ẩn khác.

Thiết bị dò tìm neutrino thuộc giai đoạn đầu của chiếc kính thiên văn khổng lồ Baikal-GVD.

Giai đoạn tiếp theo của dự án bao gồm việc triển khai tiếp các cụm mô- đun mới sẽ làm tăng chức năng của kính thiên văn dò tìm neutrino. Đến năm 2020, máy dò có kích thức 0,5 cây số vuông mới bao gồm 10-12 mô đun sẽ được hoạt động.

Trong giai đoạn phát triển thứ 2, kính thiên văn Baikal – GVD sẽ được tăng cường lắp ráp thêm hơn 27 mô-đun và sẽ có kích thước lên tới 1,5km khối.

"Những nghiên cứu này sẽ là chìa khóa để hiểu biết về giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa của vũ trụ, cùng với bản chất của sự hình thành các nguyên tố hóa học, sự tiến hóa của các ngôi sao và thậm chí làm sáng tỏ bản chất của vật chất tối", ông Valery Rubakov, nhà khoa học hàng đầu về vật lý hạt nhân của Khoa học vật lý phân chia Viện Hàm Lâm RAS nói.

Một kính thiên văn lớn nhất hiện nay dò tìm neutrino là IceCube chiếm diện tích 1 cây số vuông, được chế tạo bởi các nhà khoa học Mỹ, Đức và Thụy Điển, đang nằm trong băng ở độ sâu từ 1,5km đến 2,5km, cách không xa trạm nghiên cứu Amundsen Scott của Mỹ ở Bắc Cực.

Chiếc kính thiên văn này đã được hoạt động kể từ năm 2013 và đã đầu tiên phát hiện neutrino năng lượng cao có nguồn gốc ở bên ngoài hệ thống năng lượng mặt trời.