Tín hiệu vô tuyến lạ dưới lớp băng Nam Cực: Bí ẩn chưa có lời giải

Tín hiệu bất thường khiến giới khoa học đau đầu

Một tín hiệu vô tuyến bất thường, có đặc điểm tương tự các tia vũ trụ năng lượng cao, đã được phát hiện phát ra từ sâu bên dưới lớp băng ở Nam Cực, và suốt gần hai thập kỷ qua, giới khoa học vẫn chưa thể lý giải.

Dù nhiều giả thuyết đã được đặt ra, hiện tượng này đến nay vẫn chưa có lời giải thỏa đáng. Nó buộc giới vật lý phải xem xét lại một số nền tảng lý thuyết tưởng như đã vững chắc.

Hiện tượng kỳ lạ được ghi nhận lần đầu vào năm 2006 nhờ thiết bị mang tên ANITA - một hệ thống ăng-ten đặc biệt gắn trên khinh khí cầu, có nhiệm vụ bắt tín hiệu vô tuyến từ các tia vũ trụ đi vào khí quyển Trái Đất.

Nhưng thay vì thu nhận tín hiệu từ trên cao, ANITA lại phát hiện một xung sóng vô tuyến cực ngắn phát ra từ bên dưới lớp băng, với góc xiên lên đến 30 độ. Hiện tượng này được ví như một “trận mưa tia vũ trụ ngược chiều”, hoàn toàn đi ngược lại với quy luật vật lý đã biết.

Liệu đây có thể là dấu hiệu đầu tiên về một loại hạt chưa từng được biết đến, hay đơn giản chỉ là một hiện tượng tự nhiên chưa được con người khám phá hết? Dù câu trả lời là gì, phát hiện này chắc chắn sẽ trở thành chìa khóa mở ra một chương mới trong hành trình khám phá các hạt và lực cơ bản của vũ trụ.

Cần thêm những định nghĩa mới

Năm 2014, một hiện tượng kỳ lạ tương tự lại được ghi nhận. Một số nhà khoa học nghi ngờ đây có thể là dấu hiệu của hạt neutrino tau – loại hạt cơ bản nổi tiếng với khả năng xuyên qua vật chất mà không để lại dấu vết, khiến việc phát hiện chúng trở nên vô cùng khó khăn.

Tuy nhiên, theo TS Stephanie Wissel - nhà vật lý thiên văn tại Đại học bang Pennsylvania, hiện tượng này có thể là dấu hiệu của một loại hạt hoàn toàn mới, hiện vẫn nằm ngoài giới hạn hiểu biết của vật lý hiện đại.

“Chúng tôi chưa thể xác định chính xác những tín hiệu bất thường này là gì, nhưng nhiều khả năng chúng không phải là neutrino tau như mô hình hiện tại vẫn mô tả”.

Theo TS Wissel, điểm bất thường nằm ở góc xuất hiện của tín hiệu. Nếu đúng là neutrino tau, nó sẽ phải xuyên qua lõi Trái Đất, vượt qua hàng chục km lớp đá dày đặc trước khi tạo ra tín hiệu có thể ghi nhận được – một kịch bản rất khó xảy ra nếu áp dụng theo các lý thuyết vật lý hiện nay.

“Neutrino được mệnh danh là hạt ma vì chúng có thể bay xuyên qua mọi thứ, kể cả cơ thể người. Nhưng việc chúng tương tác để tạo ra tín hiệu mà chúng ta có thể phát hiện là điều vô cùng hiếm hoi”, bà giải thích.

Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu đã phân tích dữ liệu thu thập từ Đài quan sát Pierre Auger tại Argentina - một cơ sở chuyên nghiên cứu tia vũ trụ có năng lượng cực cao.

Tuy nhiên, trong suốt hơn một thập kỷ dữ liệu từ năm 2004 đến 2018, không có tín hiệu nào trùng khớp với hiện tượng mà thiết bị ANITA từng ghi nhận. Điều này khiến giới nghiên cứu buộc phải loại trừ khả năng neutrino tau, đồng thời đặt ra khả năng về sự tồn tại của một loại hạt hoàn toàn mới, chưa từng được biết đến.

Trong khi giới khoa học vẫn chưa có lời giải chính thức, kỳ vọng đang được đặt vào PUEO - dự án kế nhiệm ANITA, sẽ sớm được triển khai bằng khinh khí cầu tại Nam Cực.

Với công nghệ cảm biến tiên tiến và độ nhạy cao hơn đáng kể, PUEO được kỳ vọng sẽ mở ra cánh cửa mới trong việc truy tìm các tín hiệu vật chất bí ẩn ngoài không gian.

TS Wissel bày tỏ lạc quan: “Tôi tin rằng chúng ta sẽ phát hiện thêm nhiều tín hiệu dị thường trong tương lai. Và có thể lần này, chúng ta sẽ thật sự hiểu được nguồn gốc của chúng”.