Theo BBC, những WIMP này gần như không tương tác với nhau và với vật chất thường. Nếu có va chạm giữa hai hạt, chúng sẽ đi xuyên qua nhau. Ngoài ra đây còn là các hạt rất nặng, với khối lượng gấp hàng trăm hoặc hàng ngàn lần proton.
Do quá khó khăn để phát hiện và nhiều người nghi ngờ về sự tồn tại của vật chất tối, một giả thuyết khác được đưa ra, đó là có khả năng định luật về hấp dẫn không đúng. Tuy nhiên, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) năm 2006 đã bác bỏ giả thuyết này.
Vật chất tối có tính chất như một "thấu kính hấp dẫn", nó bẻ cong ánh sáng đi xuyên qua nó. Lợi dụng tính chất này, các nhà khoa học có thể xác định được vị trí của các đám mây vật chất tối trong vũ trụ và vẽ được bản đồ các vị trí này. Hiện bản đồ mới chỉ thể hiện được một phần nhỏ và thô sơ. Mục tiêu trong tương lai là vẽ được bản đồ 1/8 vũ trụ với hàng triệu thiên hà.
 |
| Hai thiên hà va chạm nhau. Ảnh: NASA |
Tấm hình trên cho thấy hai cụm thiên hà va chạm với nhau. Do phần lớn vật chất tập trung tại phần trung tâm, nên đây cũng sẽ là vùng tập trung lực hấp dẫn. Nhưng các vùng bên ngoài cũng cho thấy ánh sáng bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn, cho thấy phải có một dạng vật chất vô hình nào đó tồn tại. Đây được coi như bằng chứng trực tiếp nhất về sự tồn tại của vật chất tối. Từ cơ sở này, các nhà khoa học đề xuất ba cách phát hiện vật chất tối.
Cách thứ nhất là phát hiện qua các bức xạ gamma phát ra khi vật chất tối tương tác với hạt nhân vật chất thường, bằng cách sử dụng bản đồ vật chất tối. Trong năm 2014, qua kính thiên văn Fermi, NASA tuyên bố đã phát hiện ra các tia gamma từ các vụ va chạm, ngay trong một khu vực thuộc Ngân Hà, có thể là do vật chất tối
Tuy nhiên, phương pháp này mới dừng ở mức quan sát, do các thiên hà quá vĩ đại và quá xa. Cách thứ hai là tạo ra vật chất tối trong phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học cho rằng có thể sử dụng máy gia tốc hạt lớn LHC đặt ở Thụy Sĩ để thực hiện việc này. LHC sẽ phá vỡ các proton ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng và nghiên cứu các mảnh vỡ này. Họ hy vọng sẽ phát hiện ra các WIMP từ đây.
 |
| Bức xạ gamma có thể do vật chất tối va chạm với vật chất thường phát ra. Ảnh: NASA Goddard |
"Nếu WIMP tạo nên vật chất tối và chúng tôi có thể tạo ra nó ở LHC, đây sẽ là tiền đề để nghiên cứu thành phần vật chất tối cấu thành nên vũ trụ," tiến sĩ Malcolm Fairbairn, Đại học King London cho biết. Tuy nhiên, nếu vật chất tối không được cấu tạo từ WIMP, LHC sẽ không thể phát hiện ra nó.
Một khó khăn khác, là ngay cả khi thực sự tạo ra được vật chất tối từ LHC, cũng không thể thực sự ghi nhận được nó trên các máy đo, mà chỉ có thể phỏng đoán dựa theo hiện tượng. Nếu máy đo ghi nhận một chùm hạt di chuyển theo hướng nào đó, và hướng ngược lại hoàn toàn không có gì xảy ra, điều này trái với các nguyên tắc vật lý. Chỉ có thể giải thích rằng chuyển động theo hướng ngược lại là có, nhưng máy đo không ghi lại được. Các hạt chuyển động theo chiều này là vật chất tối.
 |
| Bên trong máy gia tốc LHC. Ảnh: James King-Holmes/SPL |
Nếu sử dụng máy gia tốc hạt lớn không thành công, các nhà khoa học vẫn còn một cách cuối cùng, đó là tìm vật chất tối ở sâu trong lòng đất. Bên trong lòng núi lửa và các khu mỏ cũ, họ hy vọng có thể thấy được các dịp hiếm hoi mà WIMP va chạm với vật chất thường, tương tự như các va chạm thiên hà quan sát bằng kính viễn vọng Fermi trong vũ trụ.
Quan sát trong lòng đất có ưu điểm hơn quan sát ngoài vũ trụ là các lớp đất đá có thể ngăn chặn hầu hết bức xạ từ các nguồn khác, các tia gamma phát ra từ va chạm sẽ dễ quan sát hơn. Tuy nhiên cho tới nay các máy đo vẫn chưa ghi nhận một vụ va chạm nào.
Ngoài ra, để có thể chắc chắn về sự tồn tại của vật chất tối, các nhà khoa học cho rằng cần phải tạo ra nó theo nhiều cách khác nhau.
"Tạo ra vật chất tối theo nhiều cách khác nhau để đảm bảo rằng thứ được tạo ra trong phòng thí nghiệm cũng là thành phần chính cấu tạo nên các thiên hà," tiến sĩ Fairbairn cho biết. Con đường khám phá bí ẩn này còn rất dài.
Quay lại<<
Nguyễn Thành Minh
