Một siêu cụm thiên hà trong ảnh chụp của kính Hubble, trong đó vật chất tối vô hình được cho là tồn tại ở những khu vực đánh dấu bằng màu hồng tím. Ảnh: Alamy
Máy dò mới sẽ được chế tạo ở Boulby, Bắc Yorkshire, nơi các nhà khoa học đã thiết lập một trung tâm nghiên cứu dưới lòng đất nhằm thực hiện một loạt thí nghiệm về vật liệu, môi trường và nhiều chủ đề khác, Guardian hôm 6/8 đưa tin. Một số nỗ lực đầu tiên nhằm dò hạt vật chất tối cũng được tiến hành ở đây. Máy dò sẽ cung cấp cơ hội để xác định nguồn gốc của một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ là vật chất tối, theo giáo sư Chamkaur Ghag, nhà vật lý ở Đại học London.
Giới khoa học biết vũ trụ chứa nhiều vật chất hơn mức có thể phát hiện trực tiếp bởi họ nhận thấy các thiên hà tồn tại theo cụm. Chắc chắn có vật chất sản sinh thêm lực hấp dẫn giúp duy trì cụm thiên hà. Nhưng loại vật chất tối bí ẩn này cấu tạo từ gì? Sau khi loại trừ mọi khả năng, phần lớn nhà nghiên cứu kết luận loại hạt khối lượng lớn tương đối yếu gọi là hạt Wimp chịu trách nhiệm. Những hạt hạ nguyên tử này nhiều khả năng là nguồn vật chất tối chiếm khoảng 85% khối lượng vũ trụ.
Tuy nhiên, hạt Wimp hiếm khi tương tác với vật chất thông thường, vì vậy các nhà nghiên cứu chế tạo những máy dò ngày càng nhạy hơn để tìm kiếm chúng. Mục tiêu của máy dò là chớp sáng có thể phát ra khi hạt Wimp va chạm với hạt nhân của nguyên tử xenon. Dù đặt thiết bị ở sâu trong lòng đất, nơi chúng được bảo vệ khỏi tia vũ trụ và hạt va chạm với bề mặt hạt tinh, giới nghiên cứu chưa phát hiện hạt Wimp nào sau hai thập kỷ tìm kiếm.
Theo Ghag, khi máy dò đạt tới độ nhạy nhất định ở các thế hệ tiếp theo, tín hiệu mà chúng có thể thu được từ hạt Wimp sẽ dễ bị nhầm lẫn với tín hiệu từ hạt khác như neutrino. Hạn chế này có tên "sương mù neutrino".
"Thế hệ máy dò tiếp theo sẽ không phải mẫu máy cuối cùng được phát triển, nhưng khi chúng ta tiến dần đến sương mù neutrino, việc phát hiện hạt Wimp sẽ càng khó khăn hơn", giáo sư Sean Paling, giám đốc Phòng thí nghiệm dưới lòng đất Boulby, cho biết. Hiện nay, một số nhóm nghiên cứu đang tìm hạt Wimp ở các địa điểm bao gồm hầm mỏ ở Nam Dakota cũng như trung tâm ở Italy, Trung Quốc và Nhật Bản. Tuần trước, nhóm nghiên cứu ở Nam Dakota báo cáo họ không tìm thấy bằng chứng về hạt Wimp ở các máy dò trong thí nghiệm.
An Khang (Theo Guardian)